Цель курса
Задачи курса
Развитие естествознание в античный период истории.
Очень трудно выделить точку зарождения естествознания. Уже в далекой древности люди пытались понять и объяснить себе природный мир. Знание его закономерностей было необходимо им прежде всего в практическом плане (подготовка к смене времен года, к сезонам засухи, дождей и разлива рек, знание признаков плодородности почв, климатических особенностей и так далее). Так, «необходимость вычислять периоды подъема и спада воды в Ниле создала египетскую астрономию, а вместе с тем господство касты жрецов как руководителей земледелия».
Были накоплены значительные знания в механике, медицине, ботанике, зоологии. Особое же место среди наук о природе занимала астрономия, удовлетворявшая в одинаковой степени как практические потребности, так и мировоззренческие запросы пытливого разума. Уже 1800 г. до н.э., при правителе Хаммурапи, в Вавилоне существовал обширный каталог звезд, а в VIII в. до н.э. была создана регулярная астрономическая служба.
Особое место астрономии было обусловлено тем, что в ее задачи входили также астрологические прорицания, имевшие соответствующую «идейную базу». Для мышления древних народов характерны представления о единосущности всех элементов окружающего мира – людей, растений, животных, небесных тел.
Не в меньшей степени, чем практическим потребностям, происхождение и развитие науки обязано и мировоззренческим стимулам. Будучи не менее, если не более любознательными, чем сейчас, люди далекой древности пытались возместить недостаток знаний полетом воображения, смелыми домыслами, нашедшими воплощение в красивых мифологиях Египта, Вавилона и Шумера, Китая, Индии, античной Греции. В сознании той эпохи имело место причудливое переплетение научных наблюдений, мифологии и религии; вместилищем знания служили мифы, сказки, эпос, многие компоненты которых теряются в попытках «перевода» содержащегося в них знания «на наш язык».
Условия аристократической Греции, с относительно мягким и гуманным рабовладельческим строем, были уникальными для создания натурфилософских систем, осмысливающих и описывающих мир как единое целое. Конечно, в них недостаток научных данных восполнялся полетом воображения. Этот путь породил не только «трех китов», на которых держится Земля, но и такие догадки, как представление об атомах.
В античных представлениях о природе отчетливо прослеживается путь «от мифа к логосу», к поискам внутренних закономерностей и механизмов природных явлений, логики их взаимосвязей.
Так если у Гомера и Гесиода многие природные явления происходят по капризам и прихотям мстительных богов, то уже у философа Анаксимандра присутствует мотив «господства в мире космической справедливости, умеряющей борьбу противоположностей».
Закон высотной биоклиматической поясности А.Гумбольдта (1850-е гг.)
Внимание естествоиспытателей и географов издавна привлекала смена почв и растительности по мере подъема в горы. Первым обратил внимание на это как на всеобщую закономерность немецкий естествоиспытатель А.Гумбольдт. Высотная поясность - это закономерная смена природных условий, природных зон, ландшафтов в горах.
В отличие от равнин в горах и растительный, и животный мир в 2-5 раз богаче видами. Число высотных поясов в горах зависит от высоты гор и от их географического положения.
Характер высотной поясности меняется в зависимости от экспозиции склона, а также по мере удаления гор от океана. В горах, расположенных близ морских побережий, преобладают горно-лесные ландшафты. Для гор в центральных районах материка типичны безлесные ландшафты.
Каждый высотный ландшафтный пояс окружает горы со всех сторон, но система ярусов на противоположных склонах хребтов может резко отличаться.
Географический закон К.Бэра (1860-е гг.)
Закон К.Бэра - положение, согласно которому реки, текущие в направлении меридиана, в Северном полушарии смещают русло вправо (подмывают правый берег), а в Южном – влево (подмывают левый берег). Сформулировано К. М. Бэром в 1857 г., связавшим это явление с вращением Земли вокруг своей оси. Известно, что тело, движущееся поступательно во вращающейся системе, испытывает ускорение Кориолиса. На экваторе оно равно нулю. Наибольшие его значения у полюсов. Поэтому закон Бэра сильнее проявляется в средних и высоких широтах. Эффект закона Бэра прямо пропорционален массе движущейся воды, поэтому наиболее выражен на таких крупных реках, как Волга, Днепр, Дон, Обь, Иртыш, Лена, Дунай и Нил, которые на многих участках имеют высокий правый и низкий левый берег. В долинах малых рек эта закономерность практически не проявляется.
Природные ресурсы.
Природные ресурсы – компоненты природы, которые используются человеком на данном уровне развития цивилизации в хозяйственной деятельности.
Строение Земли.
25. Особенности плана местности, географической карты, глобуса, аэрокосмического снимка, как пространственных моделей Земли.
План местности – чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе и в условных знаках, построенный без учета кривизны земной поверхности.
Географическая карта – уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное по определенным математическим законам в системе условных обозначений. Карта показывает размещение явлений природы, их свойства, взаимосвязи, техногенную среду. Географическая карта не является уменьшенной копией местности, в отличие от плана. Возможно искажение и нанесение только необходимых важных объектов.
Глобус – уменьшенная модель Земли, отражающая ее шарообразную форму. На глобусе сохраняются геометрические свойства изображенных объектов, их линейные и площадные размеры, углы и формы, принятый масштаб одинаков во всех частях глобуса, а градусная сеть построена без искажений.
Аэрокосмический снимок – это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.
Атмосфера Земли.
Атмосфера - газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства. Толщина атмосферы - примерно 120 км от поверхности Земли.
Погода.
Погода - совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определенный момент времени в той или иной точке пространства.
Выделяют периодические и непериодические изменения погоды. Периодические изменения погоды зависят от суточного и годового вращения Земли. Непериодические обусловлены переносом воздушных масс. Они нарушают нормальный ход метеорологических величин (температура, атмосферное давление, влажность воздуха и т.д.). Несовпадения фазы периодических изменений с характером непериодических приводят к наиболее резким изменениям погоды.
Климат.
Климат - многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.
Климатообразующие факторы:
Положение Земли;
Распределение суши и моря;
Циркуляция атмосферы;
Рельеф земной поверхности.
Ветер.
Ветер - поток воздуха. На Земле ветер является потоком воздуха, который движется преимущественно в горизонтальном направлении. Ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут, бриз, который зависит от разницы нагрева особенностей рельефа на протяжении суток, длится несколько часов, глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры - муссоны - имеют продолжительность несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, дуют постоянно и называются пассаты. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы. Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лёсс) или эрозию. Они могут переносить пески ипыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу. Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.
Солнечная радиация.
Солнечная радиация - электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Солнечная радиация - главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.
Солнечная радиация сильно влияет на Землю только в дневное время, безусловно - когда Солнце находится над горизонтом. Также солнечная радиация очень сильна вблизи полюсов, в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. Однако зимой в тех же местах Солнце вообще не поднимается над горизонтом, и поэтому не влияет на регион. Солнечная радиация не блокируется облаками, и поэтому всё равно поступает на Землю (при непосредственном нахождении Солнца над горизонтом). Солнечная радиация - это сочетание ярко-жёлтого цвета Солнца и тепла, тепло проходит и сквозь облака. Солнечная радиация передаётся на Землю посредством излучения, а не методом теплопроводности.
Литосфера Земли.
Литосфера Земли – каменная оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии; простирается до атмосферы и имееттолщину 150-200км.
Она разбита глубинными разломами на крупные блоки (литосферные плиты). Они двигаются в горизонтальном направлении со средней скоростью 5-10 см/год. Крупных литосферных плит 7: Евразийская, Тихоокеанская, Африканская, Индийская, Антарктическая, Североамериканская и Южно-Американская.
Земная кора – первая оболочка твердого тела Земли, имеющая толщину 30-40 км. От мантии земная кора отделена сейсмическим разделением, называемым системой Мокко.
Классификация рельефа.
Классификация рельефа - систематизация форм рельефа по ряду признаков. Различают К. р.: 1) геотект., подчеркивающую зависимость рельефа от тект. режима, т. е. интенсивности и направленности новейших тект. движений (рельеф платформ, областей горообразования, геосинклинальных); 2) генетическую - по процессам и агентам морфогенеза - рельеф денудационно-тект. (высочайших, высоких, средних, низких гор и холмогорий) и вулканогенный, обусловленный гл. обр. эндогенными процессами; денудационный - цокольный, пластовый - и аккумулятивный, формирующийся под действием преимущественно экзогенных процессов - гравитационный речной, морской, озерный, ледниковый, водноледниковый, мерзлотный, эоловый, карстовый, биогенный, техногенный; 3) морфогенетическую по типам рельефа; 4) возрастную - по возрасту или этапам рельефообразования.
45. Факторы рельефообразования.
Рельеф формируется в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил. Эндогенные и экзогенные процессы рельефообразования действуют постоянно. При этом эндогенные процессы в основном создают главные черты рельефа, а экзогенные пытаются выровнять рельеф. Эндогенные силы вызывают: движения литосферы, образование складок и разломов, землетрясения и вулканизм. Все эти движения отражаются в рельефе и приводят к образованию гор и прогибов земной коры. Экзогенные процессы связаны с поступлением на землю солнечной энергии. Но протекают они при участии силы тяжести. При этом происходит:
- Выветривание горных пород;
- Перемещение материала под действием силы тяжести (обвалы, оползни, осыпи на склонах);
- Перенос материала водой и ветром.
Гидросфера Земли.
Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, состоящая из Мирового океана и внутриматериковых водоемов; это основная часть поверхности Земли (площадь более 75% от общей поверхности – 510 млн. км2).
Климат на Земле во многом зависит от состояния водяного пара в атмосфере. На больших высотах в атмосфере сохраняется только твердая вода или отдельные молекулы, что свидетельствует о нахождении в открытом космосе; в глубинах Земли она переходит в парообразное, затем в плазменное, а еще глубже в химически связанное состояние.
В гидросфере содержится 1554 млн. км3 воды.
Наука, изучающая гидросферы называется гидрология :
Общая гидрология:
o Гидрология суши (ледники, болота, реки и т.п.);
o Гидрология морей;
o Гидрология подземных вод;
Региональная гидрология (конкретные водные объекты);
Инженерная гидрология (методы расчета и прогноза гидрологических характеристик – приливов и отливов).
Биосфера Земли.
Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни».
· Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
· Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
· Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
· 
Методологические цели и задачи курса «Землеведение». Структура землеведения как естественной науки
Цель курса
Ознакомить студентов с основными знаниями об атмосфере, происходящими в ней физическими и химическими процессами, формирующими погоду и климат.
Задачи курса
Познакомить студентов со строением атмосферы; составом воздуха пространственным распространением на земном шаре давления, температуры, влажности; процессами образования солнечной радиации в атмосфере; тепловым и водным режимом; свойствами основных циркуляционных систем, определяющих изменения погоды в различных широтах.
Ознакомить с приборами и привить навыки простейших метеорологических, градиентных и актинометрических наблюдений.
Дать представление о климатической системе, взаимоотношении глобального и локального климатов, процессами климатообразования, системами классификации климатов, крупномасштабных изменениях климата и современном потеплении климата
Предметом землеведения является географическая оболочка - объем вещества разного состава и состояния, возникшего в земных условиях и сформировавшего специфическую сферу нашей планеты. Географическая оболочка в землеведении исследуется как часть планеты и Космоса, которая находится под властью земных сил и развивается в процессе сложного космическо-планетарного взаимодействия.
В системе фундаментального географического образования землеведение является своеобразным связующим звеном между географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в школе, и глобальным естествознанием. Этот курс вводит будущего географа в сложный профессиональный мир, закладывая основы географического мировоззрения и мышления.
Землеведение принадлежит к числу фундаментальных естественных наук. В иерархии естественного цикла наук землеведение как частный вариант планетоведения должно находиться в одном ряду с астрономией, космологией, физикой, химией. Следующий ранг создают науки о Земле - геология, география, общая биология, экология и др. В системе географических дисциплин землеведение занимает особую роль. Оно предстает как бы «наднаукой», объединяющей информацию о всех процессах и явлениях, происходящих после формирования планеты из межзвездной туманности. Землеведение служит теоретической базой глобальной экологии - науки, которая оценивает текущее состояние и прогнозирует ближайшие изменения географической оболочки как среды существования живых организмов с целью обеспечения их экологического благополучия. Основная задача землеведения - исследование глобальных изменений, происходящих в географической оболочке, для понимания взаимодействия физических, химических и биологических процессов, которые определяют экосистему Земли.
Выше было сказано, что объектом изучения общего землеведения является географическая оболочка, поэтому общее землеведение должно рассматриваться как учение о географической оболочке. Основы учения о географической оболочке были созданы в 30-е годы текущего столетия, однако некоторые идеи, а также исследования состава, структуры и эволюции оболочки развивались на протяжении всего предшествующего длительного этапа формирования физической географии и смежных наук.
Определение общего землеведения как учения о географической оболочке еще не в полной мере раскрывает специфику этой науки. В ходе развития любой науки ее объект рассматривается под разными углами зрения, и, как правило, начинается исследование с чисто внешних, поверхностных черт, а затем переходят к выявлению более глубинных, сущностных особенностей. Это связано с определенными закономерностями познания любого объекта, присущими науке, а также и с изменением задач, которые ставит перед наукой общество. Та сторона объекта, которая рассматривается данной наукой на соответствующем этапе развития, составляет предмет ее исследования (Плахотник А. Ф., 1981). Изменение задач, которые решает данная наука при исследовании объекта, означает, таким образом, и изменение ее предмета.
На протяжении многих столетий (вероятно, до середины XIX в.) географы занимались преимущественно описанием земной поверхности. Постепенно наряду с описанием стали решаться задачи научного объяснения явлений, которые удавалось наблюдать. Наиболее отчетливо этот переход наметился в трудах А. Гумбольдта.
В современный период возросшего воздействия человечества на природную среду, ее сильного загрязнения и возникновения дефицита природных ресурсов все более актуальными становятся задачи управления природопользованием, направленного, с одной стороны, на удовлетворение потребностей человечества в природных ресурсах, с другой - на оптимизацию окружающей природной среды, т. е. такое использование ресурсов, которое обеспечивало бы ее нормальное функционирование. Задача оптимизации природной среды решается на нескольких уровнях: локальном, региональном и глобальном. Первый связан с преобразованием природной среды на небольших территориях - непосредственно там, где было оказано воздействие. Опыты такого воздействия известны с самых ранних этапов существования человечества. Это ирригация и распашка земель, вырубка леса и т. п. На региональном уровне воздействие на природу складывается из отдельных частных локальных изменений. Примером могут служить изменения на территории обжитых районов суши земного шара. Оптимизация природопользования на региональном уровне требует уже целенаправленных и согласованных воздействий на уровне административной части территории страны, целого государства или группы государств.
Глобальный уровень оптимизации соответствует всей географической оболочке или очень значительной ее части - полушарию, континенту, океану. Это как раз тот уровень, на котором необходимо знание законов строения, функционирования, динамики и развития географической оболочки как целостной природной системы. Целесообразность и принципиальная возможность оптимизации географической оболочки стала осознаваться относительно недавно, уже в эпоху научно-технического прогресса. Благодаря успехам таких интегрирующих отраслей и наук, как теория систем, кибернетика и математическое моделирование, а также накоплению фактических наблюдений, полученных из Космоса, и возможности непрерывного слежения за состоянием географической оболочки и ее реакциями на техногенную деятельность постепенно сформировалось представление о ней как целостной организованной системе, обладающей способностью к саморегуляции и автоматическому поддержанию на определенном уровне значений основных жизненно важных параметров и функций. В таком подходе - новизна задачи и возможностей оптимизации географической оболочки. Оптимизация должна состоять в направленном, наперед рассчитанном, дозируемом воздействии, которое в первую очередь должно затрагивать механизмы, управляющие саморегулированием. Такими представляются авторам современная концепция общего землеведения и сущность задач, которые жизнь настоятельно выдвигает перед общим землеведением - единственной наукой, изучающей географическую оболочку как целостную систему и поэтому ответственную за успехи человечества в области глобального регулирования состояний окружающей природной среды с целью ее оптимизации.
Следовательно, современной задачей общего землеведения будем считать познание закономерностей строения, динамики и развития географической оболочки для разработки системы оптимального управления происходящими в ней процессами.
Географическая оболочка, являясь, по существу, природной средой обитания человеческого общества, в настоящее время более или менее изменена хозяйственной деятельностью, а в ряде случаев, будучи тесно с нею связана, образует природно-техническую систему. В этом новом состоянии, которое уже нельзя назвать чисто природным, географическая оболочка приобрела качественно новые черты. Поэтому критерии оптимизации связаны не только с сохранением и улучшением природных свойств, но и с созданием, конструированием новых, неизвестных ранее свойств, сочетаний, состояний, т. е. решением тех задач, которые в современной географической литературе относятся к конструктивной географии. Современное общее землеведение все более становится конструктивной наукой.
Многие проблемы, возникающие в общем землеведении на современной конструктивной стадии его развития, настолько сложны и обширны, требуют такой глубокой и разносторонней проработки, использования такого арсенала методов, что непосильны одной какой-либо отрасли знания, науке или даже группе родственных наук. По этой причине задачи оптимизации окружающей природной среды, конструирования природно-технических систем, являющиеся наиболее актуальными на сегодняшний день и в ближайшем будущем, являются задачами междисциплинарными. В этом смысле общее землеведение должно выступать интегрирующим звеном в разработке таких задач.
Необходимо иметь в виду, что разработка модели управления такой сложной системой, как географическая оболочка, - задача кибернетическая, и поэтому она требует последовательного системного подхода для своей реализации. Для этого надо вскрыть и глубоко изучить природные механизмы саморегулирования, которые управляют процессами энерго- и массообмена, и разработать теорию, которая позволяла бы активно воздействовать на эти механизмы. Такая теория в землеведении пока еще не создана.
Однако понимания современных процессов еще недостаточно для того, чтобы эффективно воздействовать на географическую оболочку. Географическая оболочка - уникальное явление в Солнечной системе. Она не имеет аналогов, изучение которых помогло бы проверить наши теоретические построения. Нет других природных систем, которые использовались бы в качестве ее модели. Из-за непредсказуемости результатов и сложности (опасности) экспериментирования общее землеведение должно опираться на анализ истории развития природы земной поверхности, чтобы путем такого анализа вскрыть причины явлений, уже происходивших в прошлом. Поэтому ближайшим спутником общего землеведения является палеогеография, позволяющая использовать знания о прошлом для анализа настоящего и прогнозирования будущего.
В развитии и функционировании географической оболочки очень большую роль играет ее структура, обеспечивающая целостность ее как природной системы. Поэтому изучение структуры географической оболочки - одна из первых задач общего землеведения.
Географическая оболочка - динамическая система. В ней непрерывно происходят движения масс вещества, наблюдаются взаимопереходы энергии, проявляются процессы направленного изменения и ритмики. Все они образуют сложную систему энерго- и массообмена, происходящего между оболочкой и внешней средой, а также между подсистемами географической оболочки. Динамика географической оболочки изучена пока недостаточно. Ее исследование - также важная задача общего землеведения.
Для того чтобы сознательно вмешиваться в «жизнь» системы с целью ее оптимизации, необходимо соответствующее знание о ней. Системный анализ географической оболочки делает первые шаги. Очевидно, что его успехами будет в значительной мере определяться реальность решения той задачи, которая была сформулирована выше в качестве современной задачи общего землеведения.
Географическая оболочка – предмет общего землеведения
Географическая оболочка – это внешний слой планеты, в котором соприкасаются и взаимодействуют литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера, т.е. косное и живое вещество. Географической эта система называется потому, что объединяет в единое целое неживую и живую природу. Ни одна другая земная сфера, как и любая известная оболочка остальных планет Солнечной системы, не имеет подобного комплексного объединения из-за отсутствия в них органического мира. Географическая оболочка
Важнейшими особенностями географической оболочки является ее исключительное богатство формами проявления свободной энергии, чрезвычайное разнообразие веществ по химическому составу и агрегатному состоянию, их видами и массами - от свободных элементарных частиц через атомы, молекулы к химическим соединениям и сложных тел, включая растительный и животный мир, на вершине эволюции которого находится человек. Среди других специфических признаков стоит выделить наличие в пределах этой природной системы воды в жидком состоянии, осадочных пород, различных форм рельефа, почвенного покрова, концентрацию и аккумуляцию солнечного тепла, большую активность большинства физико-географических процессов.
Географическая оболочка генетически неразрывно связана с поверхностью Земли, является ареной ее развития. На земной поверхности очень динамично развиваются процессы, обусловленные солнечной энергией (например действие ветра, воды, льда). Эти процессы вместе с внутренними силами и влиянием силы тяжести перераспределяют огромные массы горных пород, воды, воздуха и даже вызывают спуска и подъема определенных участков литосферы. Наконец, на поверхности Земли или вблизи от нее наиболее интенсивно развивается жизнь.
Главными чертами и закономерностями географической оболочки является целостность, ритмичность, зональность и круговорот вещества и энергии .
Целостность географической оболочки заключается в том, что изменение в развитии любого компонента природы обязательно вызывает изменение всех других (например, изменение климата в различные эпохи развития Земли отразилась на природе всей планеты). Масштабы этих изменений различны: они могут равномерно охватывать всю географическую оболочку или проявляться только на отдельных ее участках.
Ритмичность - это повторение одинаковых явлений природы через определенные промежутки времени. Таковы, например, суточные и годовые ритмы, особенно наиболее заметны в природе. Циклическими являются длительные эпохи потеплений и похолоданий, колебания уровня озер, морей, Мирового океана в целом, наступление и отступление ледников и т.
Зональность - закономерное изменение в пространстве строения компонентов географической оболочки. Различают горизонтальную (широтную ) и вертикальную (высотное) зональность. Первая обусловлена различным количеством тепла, поступающего на различные широты в связи с шаровидной формой Земли. Другой вид зональности - высотная поясность - проявляется только в горах и обусловлена изменением климата в зависимости от высоты.
Круговорот вещества и энергии приводит непрерывное развитие географической оболочки. Все вещества в ней находятся в постоянном движении. Часто круговороты вещества сопровождаются кругооборотами энергии. Например, в результате круговорота воды происходит выделение тепла при конденсации водяного пара и поглощения тепла при испарении. Биологический круговорот чаще всего начинается с превращения растениями неорганических веществ в органические. После отмирания органическое вещество превращается в неорганическую. Благодаря круговоротом происходит тесное взаимодействие всех компонентов географической оболочки, их взаимосвязанный развитие
Таким образом, географическая оболочка включает в себя всю гидросферу и биосферу, а также нижнюю часть атмосферы (в ней, правда, сосредоточено около 80% массы воздуха) и поверхностные слои литосферы.
Землеведение – наука о наиболее общих закономерностях географической оболочки Земли, ее вещественном составе, структуре, развитии и территориальном расчленении. Землеведение – раздел физической географии. Слово «география» означает «землеописание». Объектом землеведения является географическая оболочка Земли.
Географическая оболочка – это внешний слой планеты, в котором соприкасаются и взаимодействуют литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера, т.е. косное и живое вещество. Географическая оболочка - физическое тело. Верхняя ее граница находится между тропосферой и стратосферой на высоте 16-18 км. Нижняя граница на суше, находится на глубине 3-5 км. Гидросфера полностью включается географическую оболочку. Энергетическим компонентом географической оболочки является лучистая энергия Солнца и внутренняя энергия Земли.
Та сторона объекта, которая рассматривается наукой на определенном этапе развития, составляет предмет ее исследования. До середины 19 века предметом землеведения было описание земной поверхности. Сегодня предметом землеведения являются также изучение закономерности процесса, происходящего в географической оболочки, круговороты вещества и энергии, взаимодействия человеческого общества и природы.
Задачей землеведения является познание закономерностей строения, динамики и развития географической оболочки для разработки системы оптимального взаимодействия с происходящими процессами в ней. Землеведение в своих исследованиях использует разнообразные методы, как специальные географические, так и методы других наук. Наибольшее значение имеет экспедиционный (для полевых географических исследований); экспериментальный (для выявления роли отдельных факторов в природных явлениях); сравнительно – описательный (для установления характерных черт объектов); математический (для получения количественных характеристик природных явлений); статистический (для характеристики изменяющихся во времени и пространстве показателей; например, температура, соленость вод и прочее); картографический метод (для изучения объектов с помощью модели – карты); геофизический (для исследования строения земной коры и атмосферы); геохимический (для изучения химического состава и географической оболочки); аэрокосмический (использование аэрофотосъемки земной поверхности).
Строение Вселенной
Вселенная предстаёт перед нами всюду одинаковой - «сплошной» и однородной. Проще устройства и не придумать. Нужно сказать, что об этом люди уже давно подозревали. Указывая из соображений максимальной простоты устройства на общую однородность мира, замечательный мыслитель Паскаль (1623-1662) говорил, что мир - это круг, центр которого везде, а окружность нигде. Так с помощью наглядного геометрического образа он утверждал однородность мира.
У Вселенной есть и ещё одно важнейшее свойство, но о нем никогда даже и не догадывались. Вселенная находиться в движении - она расширяется. Расстояние между скоплениями и сверхскоплениями постоянно возрастает. Они как бы разбегаются друг от друга. А сеть ячеистой структуры растягивается.
Во все времена люди предпочитали считать Вселенную вечной и неизменной. Эта точка зрения господствовала вплоть до 20-х годов нашего века. В то время считалось, что она ограничена размерами нашей Галактики. Пути могут рождаться и умирать, Галактика все равно остается все той же, как неизменным остается лес, в котором поколение за поколением сменяются деревья.
Настоящий переворот в науке о Вселенной произвели в 1922 - 1924 годах работы ленинградского математика и физика А. Фридмана. Опираясь на только что созданную тогда А. Эйнштейном общую теорию относительности, он математически доказал, что мир - это не нечто застывшее и неизменное. Как единое целое он живет своей динамической жизнью, изменяется во времени, расширяясь или сжимаясь по строго определённым законам.
Фридман открыл подвижность звёздной Вселенной. Это было теоретическое предсказание, а выбор между расширением и сжатием нужно сделать на основании астрономических наблюдений. Такие наблюдения в 1928 - 1929 годах удалось проделать Хабблу, известному уже нам исследователю галактик.
Он обнаружил, что далёкие галактики и целые их коллективы движутся, удаляясь от нас во все стороны. Но так и должно выглядеть, в соответствии с предсказаниями Фридмана, общее расширение Вселенной.
Если Вселенная расширяется, то, значит, в далёком прошлом скопления были ближе друг к другу. Более того: из теории Фридмана следует, что пятнадцать - двадцать миллиардов лет назад ни звёзд, ни галактик ещё не было и всё вещество было перемешано и сжато до колоссальной плотности. Это вещество было тогда и немыслимо горячим. Из такого особого состояния и началось общее расширение, которое привело со временем к образованию Вселенной, какой мы видим и знаем её сейчас.
Общие представления о строении Вселенной складывались на протяжении всей истории астрономии. Однако только в нашем веке смогла появиться современная наука о строении и эволюции Вселенной - космология.
Гипотезы захвата
Очевидно, что небулярная гипотеза Шмидта, а равным образом и все небулярные гипотезы, имеют целый ряд неразрешимых противоречий. Желая избежать их, многие исследователи выдвигают идею индивидуального происхождения, как Солнца, так и всех тел Солнечной системы. Это так называемые гипотезы захвата.
Однако, избежав целого ряда противоречий, свойственных небулярным гипотезам, гипотезы захвата имеют другие, специфические противоречия, не свойственные небулярным гипотезам. Прежде всего, возникает серьезное сомнение, может ли крупное небесное тело, такое, как планета, особенно планета-гигант, так сильно затормозиться, чтобы перейти с гиперболической орбиты на эллиптическую. Очевидно, ни пылевая туманность, ни притяжение Солнца или планеты не могут создать такой силы тормозящий эффект.
Возникает вопрос: не разлетятся ли вдребезги на мелкие куски две планетозимали при своем столкновении? Ведь под влиянием притяжения Солнца, вблизи которого должно произойти столкновение, они разовьют большие скорости, в десятки км. в секунду. Можно предположить, что обе планетозимали рассыплются на осколки и частично упадут на поверхность Солнца, а частично умчатся в космическое пространство в виде большого роя метеоритов. И только, быть может, несколько осколков будут захвачены Солнцем или одной из его планет и превратятся в их спутники - астероиды.
Второе возражение, которое выдвигают оппоненты авторам гипотез захвата, относится к вероятности такого столкновения. По расчетам, выполненным многими небесными механиками, вероятность столкновения двух крупных небесных тел вблизи третьего, еще более крупного небесного тела, очень мала, так что одно столкновение может произойти за сотни миллионов лет. А ведь это столкновение должно произойти очень «удачно», т. е. столкнувшиеся небесные тела должны иметь определенные массы, направления и скорости движения и столкнуться они должны в определенном месте Солнечной системы. И при этом они должны не только перейти на почти круговую орбиту, но и остаться целыми и невредимыми. А это нелегкая задача для природы.
Что же касается захвата блуждающих планетозималей без столкновения, за счет одной лишь силы гравитационного притяжения (при помощи третьего тела), то такой захват либо невозможен, либо его вероятность ничтожна мала, настолько мала, что такой захват можно считать не закономерностью, а редчайшей случайностью. А между тем в Солнечной системе имеется большое количество крупных тел: планет, их спутников, астероидов и больших комет, что опровергает гипотезы захвата.
УСЛОВИЯ ДЛЯ ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА
Во время солнечного затмения между нами и Солнцем проходит Луна и скрывает его от нас. Рассмотрим подробнее условия, при которых может наступить затмение Солнца.
Наша планета Земля, вращаясь в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. У Земли есть спутник - Луна. Луна движется вокруг Земли, и полный оборот совершает за 29 1/2 суток.
Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна в определенные периоды времени оказывается между Землей и Солнцем. Но Луна - темный, непрозрачный твердый шар. Оказавшись между Землей и Солнцем, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце. В это время та сторона Луны, которая обращена к Земле, оказывается темной, неосвещенной. Следовательно, солнечное затмение может произойти только во время новолуния. В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу, и может попасть в тень, отбрасываемую земным шаром. Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.
Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн. км,а среднее расстояние от Земли до Луны - 384 тыс. км.
Чем ближе предмет, тем большим он нам кажется. Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти: в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы. Луна, таким образом, может закрыть от нас Солнце.
Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются. Происходит это потому, что путь Земли вокруг Солнца и путь Луны вокруг Земли - не окружности, а эллипсы. С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры.
Если в момент солнечного затмения Луна находится в наименьшем удалении от Земли, то лунный диск будет несколько больше солнечного. Луна целиком закроет собой Солнце, и затмение будет полным. Если же во время затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли, то она будет иметь несколько меньшие видимые размеры и закрыть Солнце целиком не сможет. Останется незакрытым светлый ободок Солнца, который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны. Такое затмение называют кольцеобразным.
Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно, каждое новолуние. Однако этого не происходит. Если бы Земля и Луна двигались видной плоскости, то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, и происходило бы затмение. На самом деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости, а Луна вокруг Земли - в другой. Эти плоскости не совпадают. Поэтому часто во время новолуний Луна приходит либо выше Солнца, либо ниже.
Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем, по которому движется Солнце. Эти пути пересекаются в двух противоположных точках, которые называются узлами лунной о р б и т ы. Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу. И только в том случае, когда новолуние происходит вблизи узла, оно сопровождается затмением.
Затмение будет полным или кольцеобразным, если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти в узле. Если же Солнце в момент новолуния окажется па некотором расстоянии от узла, то центры лунного н солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце лишь частично. Такое затмение называется частным.
Луна перемещается среди звезд с запада на восток. Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его западного, т. е. правого, края. Степень закрытия называется у астрономов фазой затмения.
Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени, здесь затмение бывает частным. Поперечник области полутени составляет около 6-7 тыс. км. Для наблюдателя, который будет находиться вблизи края этой области, лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной. Такое затмение может вообще пройти незамеченным.
Можно ли точно предсказать наступление затмения? Ученые еще в древности установили, что через 6585 дней и 8 часов, что составляет 18 лет 11 дней 8 часов, затмения повторяются. Происходит это потому, что именно через такой промежуток времени расположение в пространстве Луны, Земли и Солнца повторяется. Этот промежуток был назван саросом, что значит повторение.
В течение одного сароса в среднем бывает 43 солнечных затмения, из них 15 частных, 15 кольцеобразных и 13 полных. Прибавляя к датам затмений, наблюдавшихся в течение одного сароса, 18 лет 11 дней и 8 часов, мы сможем предсказать наступление затмений и в будущем.
В одном и том же месте Земли полное солнечное затмение наблюдается один раз в 250 - 300 лет.
Астрономы вычислили условия видимости солнечных затмений на много лет вперед.
ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ
К числу «необыкновенных» небесных явлений относятся также лунные затмения. Происходят они так. Полный светлый круг Луны начинает темнеть у своего левого края, на лунном диске появляется круглая бурая тень, она продвигается все дальше и дальше и примерно через час покрывает всю Луну. Луна меркнет и становится красно-бурого цвета.
Диаметр Земли больше диаметра Луны почти в 4 раза, а тень от Земли даже на расстоянии Луны от Земли более чем в 2 1/2 раза превосходит размеры Луны. Поэтому Луна может целиком погрузиться в земную тень. Полное лунное затмение гораздо продолжительнее солнечного: оно может длиться 1 час 40 минут.
По той же причине, по которой солнечные затмения бывают не каждое новолуние, лунные затмения происходят не каждое полнолуние. Наибольшее число лунных затмений в году - 3, но бывают годы совсем без затмений; таким был, например, 1951 год.
Лунные затмения повторяются через тот же промежуток времени, что и солнечные. В течение этого промежутка, в 18 лет 11 дней 8 часов (сарос), бывает 28 лунных затмений, из них 15 частных и 13 полных. Как видите, число лунных затмений в саросе значительно меньше солнечных, и все же лунные затмения можно наблюдать чаще солнечных. Это объясняется тем, что Луна, погружаясь в тень Земли, перестает быть видимой на всей не освещенной Солнцем половине Земли. Значит, каждое лунное затмение видно на значительно большей территории, чем любое солнечное.
Затмившаяся Луна не исчезает совершенно, как Солнце во время солнечного затмения, а бывает слабо видимой. Происходит это потому, что часть солнечных лучей приходит сквозь земную атмосферу, преломляется в ней, входит внутрь земной тени и попадает на Луну. Так как красные лучи спектра менее всего рассеиваются и ослабляются в атмосфере. Луна во время затмения приобретает медно-красный или бурый оттенок.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Трудно представить себе, что солнечные затмения происходят так часто: ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко. Объясняется это тем, что во время солнечного затмения тень от Луны падает не на всю Землю. Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна, поперечник которого может достигать самое большее 270 км. Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности. В данный момент только на этой части Земли и будет видно полное солнечное затмение.
Луна движется по своей орбите со скоростью около 1 км/сек, т. е. быстрее ружейной пули. Следовательно, ее тень с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Поэтому полное солнечное затмение никогда не может продолжаться более 8 минут.
Таким образом, лунная тень, двигаясь по Земле, описывает узкую, но длинную полосу, па которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров. И все же площадь, покрываемая тенью, оказывается незначительной по сравнению со всей поверхностью Земли. Кроме того, в полосе полного затмения часто оказываются океаны, пустыни и малонаселенные районы Земли.
Последовательность затмений повторяется почти точно в прежнем порядке через промежуток времени, который называется саросом (сарос – египетское слово, означающее «повторение»). Сарос, известный ещё в древности, составляет 18 лет и 11,3 суток. Действительно, затмения будут повторяться в прежнем порядке (после какого-либо начального затмения) спустя столько времени, сколько необходимо, чтобы та же фаза Луны случилась на том же расстоянии Луны от узла её орбиты, как и при начальном затмении.
В течение каждого сароса происходит 70 затмений, из них 41 солнечное и 29 лунных. Таким образом, солнечные затмения происходят чаще лунных, но в данной точке на поверхности Земли чаще можно наблюдать лунные затмения, так как они видны на целом полушарии Земли, тогда как солнечные затмения видны лишь в сравнительно узкой полосе. Особенно редко удаётся видеть полные солнечные затмения, хотя в течение каждого сароса их бывает около 10.
№8 Земля, как шар, эллипсоид вращения, 3-хосный эллипсоид, геоид.
Предположения о шарообразности земли появились в VI веке до нашей эры, а с IV века до нашей эры были высказаны некоторые из известных нам доказательств, что Земля имеет форму шара (Пифагор, Эратосфен). Античными учеными доказательства шарообразности Земли основывались на следующих явлениях:
- кругообразный вид горизонта на открытых пространствах, равнинах, морях и т.д.;
- круговая тень Земли на поверхности Луны при лунных затмениях;
- изменение высоты звезд при перемещении с севера (N) на юг (S) и обратно, обусловленное выпуклостью полуденной линии и др. В сочинении «О небе» Аристотель (384 – 322 г.г. до н.э.) указывал, что Земля не только шарообразна по форме, но и имеет конечные размеры; Архимед (287 – 212 г.г. до н.э.) доказывал, что поверхность воды в спокойном состоянии является шаровой поверхностью. Ими же введено понятие о сфероиде Земли, как геометрической фигуре, близкой по форме к шару.
Современная теория изучения фигуры Земли берет начало от Ньютона (1643 – 1727 г.г.), открывшего закон всемирного тяготения и применившего его для изучения фигуры Земли.
К концу 80-х годов XVII века были известны законы движения планет вокруг Солнца, весьма точные размеры земного шара, определенные Пикаром из градусных измерений (1670 г.), факт убывания ускорения силы тяжести на поверхности Земли от севера (N) к югу (S), законы механики Галилея и исследования Гюйгенса о движении тел по криволинейной траектории. Обобщение указанных явлений и фактов привели ученых к обоснованному взгляду о сфероидичности Земли, т.е. деформации ее в направлении полюсов (сплюсности).
Знаменитое сочинение Ньютона – «Математические начала натуральной философии» (1867 г.) излагает новое учение о фигуре Земли. Ньютон пришел к выводу о том, что фигура Земли должна быть по форме в виде эллипсоида вращения с небольшим полярным сжатием (этот факт обосновывался им уменьшением длины секундного маятника с уменьшением широты и уменьшением силы тяжести от полюса к экватору из-за того, что «Земля на экваторе немного выше»).
Исходя из гипотезы, что Земля состоит из однородной массы плотности, Ньютон теоретически определил полярное сжатие Земли (α) в первом приближении равном, примерно, 1: 230. На самом деле Земля неоднородна: кора имеет плотность 2,6 г/см3, тогда как средняя плотность Земли составляет 5,52 г/см3. Неравномерное распределение масс Земли продуцирует обширные пологие выпуклости и вогнутости, которые сочетаясь образуют возвышенности, углубления, впадины и другие формы. Заметим, что отдельные возвышения над Землей достигают высот более 8000 метров над поверхностью океана. Известно, что поверхность Мирового океана (МО) занимает 71 %, суша – 29 %; средняя глубина МО (Мирового океана) 3800м, а средняя высота суши – 875 м. Общая площадь земной поверхности равна 510 х 106 км2. Из приведенных данных следует, большая часть Земли покрыта водой, что дает основание принять ее за уровенную поверхность (УП)и, в конечном итоге, за общую фигуру Земли. Фигуру Земли можно представить, вообразив поверхность, в каждой точке которой сила тяжести направлена по нормали к ней (по отвесной линии).
Сложную фигуру Земли, ограниченную уровенной поверхностью, являющуюся началом отчета высот, принято называть геоидом. Иначе, поверхность геоида, как эквипотенциальная поверхность, фиксируется поверхностью океанов и морей, находящихся в спокойном состоянии. Под материками поверхность геоида определяется как поверхность, перпендикулярная силовым линиям (рис. 3-1).
P.S. Название фигуры Земли – геоид – предложено немецким ученым –физиком И.Б. Листигом (1808 – 1882 г.г.). При картографировании земной поверхности, на основании многолетних исследований ученых, сложную фигуру геоида без ущерба для точности, заменяют математически более простой – эллипсоидом вращения
. Эллипсоид вращения
– геометрическое тело, образующееся в результате вращения эллипса вокруг малой оси.
Эллипсоид вращения близко подходит к телу геоида (уклонение не превышает 150 метров в некоторых местах). Размеры земного эллипсоида определялись многими учеными мира.
Фундаментальные исследования фигуры Земли, выполненные русскими учеными Ф.Н. Красовским и А.А. Изотовым, позволили развить идею о трехосном земном эллипсоиде с учетом крупных волн геоида, в результате были получены его основные параметры.
В последние годы (конец XX и начало XXI в.в.) параметры фигуры Земли и внешнего гравитационного потенциала определены с использованием космических объектов и применением астрономо–геодезических и гравиметрических методов исследований так надежно, что теперь речь идет об оценке их измерений во времени.
Трехосный земной эллипсоид, характеризующий фигуру Земли, подразделяют на общеземной эллипсоид (планетарный), подходящий для решения глобальных задач картографии и геодезии и референц – эллипсоид, который используют в отдельных регионах, странах мира и их частях. Эллипсо́ид враще́ния (сферо́ид) - это поверхность вращения в трёхмерном пространстве, образованная при вращении эллипса вокруг одной из его главных осей. Эллипсоид вращения – геометрическое тело, образующееся в результате вращения эллипса вокруг малой оси.
Геоид - фигура Земли, ограниченная уровенной поверхностью потенциала силы тяжести, совпадающей в океанах со средним уровнем океана и продолженной под континенты (материки и острова) так, что эта поверхность всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. Поверхность геоида более сглажена, чем физическая поверхность Земли.
Форма геоида не имеет точного математического выражения, и для построения картографических проекций подбирается правильная геометрическая фигура, которая мало отличается от геоида. Лучшим приближением геоида служит фигура, получающаяся в результате вращения эллипса вокруг короткой оси (эллипсоид)
Термин «геоид» был предложен в 1873 году немецким математиком Иоганном Бенедиктом Листингом для обозначения геометрической фигуры, более точно, чем эллипсоид вращения, отражающей уникальную форму планеты Земля.
Крайне сложная фигура - геоид. Она существует лишь теоретически, однако на практике ее нельзя ни пощупать, ни увидеть. Можно представить себе геоид в виде поверхности, сила земного притяжения в каждой точке которой направлена строго вертикально. Если бы наша планета была правильным шаром, заполненным равномерно каким-либо веществом, то отвес в любой ее точке смотрел бы в центр шара. Но ситуация осложняется тем, что неоднородной является плотность нашей планеты. В одних местах имеются тяжелые горные породы, в других пустоты, горы и впадины разбросаны по всей поверхности, так же неравномерно распределены равнины и моря. Все это меняет в каждой конкретной точке гравитационный потенциал. В том, что форма земного шара - геоид, виноват также эфирный ветер, который обдувает нашу планету с севера.
Метеорные тела
Чёткого разграничения между метеороидами (метеорными телами) и астероидами нет. Обычно метеороидами называют тела размерами менее сотни метров , а астероидами - более крупные. Совокупность метеороидов, ображающихся вокруг Солнца, образует метеорное вещество в межпланетном пространстве . Некоторая доля метеорных тел является остатком того вещества, из которого когда-то образовалась Солнечная система, некоторая – остатки постоянного разрушения комет, обломки астероидов.
Метеорное тело или метеороид – твёрдое межпланетное тело, которое при влете в атмосферу планеты вызывает явление метеора и иногда завершается падением на поверхность планеты метеорита .
Что обычно бывает, когда метеорное тело достигает поверхности Земли? Обычно ничего, так как из-за незначительных размеров метеорные тела сгорают в атмосфере Земли. Крупные скопления метеорных тел называется метеорным роем . Во время сближения метеорного роя с Землей наблюдаются метеорные потоки .
- Метеоры и болиды
Явление сгорания метеорного тела в атмосфере планеты называется метеором . Метеор – это кратковременная вспышка, след от сгорания проходит через несколько секунд.
За сутки в атмосфере Земли сгорает около 100000000 метеорных тел.
Если следы метеоров продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, называемой радиантом метеорного потока .
Многие метеорные потоки являются периодическими, повторяются из года в год и названы по созвездиям, в которых лежат их радианты. Так, метеорный поток, наблюдаемый ежегодно примерно с 20 июля по 20 августа, назван Перcеидами, поскольку его радиант лежит в созвездии Персея. От созвездий Лиры и Льва получили соответственно свое название метеорные потоки Лириды (середина апреля) и Леониды(середина ноября).
Исключительно редко метеорные тела бывают сравнительно больших размеров, в этом случае говорят, что наблюдают болид . Очень яркие болиды видны и днём.
- Метеориты
Если метеорное тело достаточно большое и не смогло полностью сгореть в атмосфере при падении, то оно выпадает на поверхность планеты. Такие упавшие на Землю или другое небесное тело метеорные тела называют метеоритами .
Самые массивные метеорные тела, имеющие большую скорость, выпадают на поверхность Земли с образованием кратера .
В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные (85 %), железные (10 %) и железо-каменные метеориты (5 %).
Каменные метеориты состоят из силикатов с включениями никелистого железа. Поэтому небесные камни, как правило, тяжелее земных. Основными минералогическими составляющими метеоритного вещества являются железо-магнезиальные силикаты и никелистое железо. Более 90 % каменных метеоритов содержит округлые зерна – хондры. Такие метеориты называются хондритами.
Железные метеориты почти целиком состоят из никелистого железа. У них удивительная структура, состоящая из четырех систем параллельных камаситовых пластин с низким содержанием никеля и с прослойками, состоящими из тэнита.
Железо-каменные метеориты состоят наполовину из силикатов, наполовину из металла. Они обладают уникальной структурой, не встречающейся нигде, кроме метеоритов. Эти метеориты представляют собой либо металлическую, либо силикатную губку.
Один из крупнейших железных метеоритов, Сихотэ-Алинский, упавший на территорию СССР в 1947 г., был найден в виде россыпи множества осколков.
Виды масштаба
Масштаб на планах и картах выражается в:
1. Численной форме (численный масштаб ).
2. Именованной форме (именованный масштаб ).
3. Графической форме (линейный масштаб ).
Численный масштаб выражается простой дробью, в числителе которой единица, а в знаменателе – число, показывающее, во сколько раз горизонтальное проложение линии местности уменьшено при нанесении на план (карту). Масштабы могут быть любыми. Но чаще используются их стандартные величины: 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000; 1:10 000 и т.д. Например, масштаб плана 1:1000 указывает, что горизонтальное проложение линии уменьшено на карте в 1000 раз, т. е. 1 см на плане соответствует 1000 см (10 м) на горизонтальной проекции местности. Чем меньше знаменатель численного масштаба, тем крупнее считается масштаб, и наоборот. Численный масштаб – величина безразмерная; она не зависит от системы линейных мер, т. е. им можно пользоваться, проводя измерения в любых линейных мерах.
Именованный масштаб(словесный) - вид масштаба, словесное указание того, какое расстояние на местности соответствует 1 см на карте, плане, снимке, записывается как в 1 см 100 км
Линейный масштаб представляет собой графическое выражение численного и именованного масштабов в виде линии, разделенной на равные отрезки – основания. Левый из них делится на 10 равных частей (десятые доли). Сотые доли оцениваются «на глаз».
Градусная сеть.
Находить месторасположение самых разных географических объектов на карте, а также ориентироваться на ней, нам помогает градусная сетка. Градусная сетка – это система меридианов и параллелей. Меридианы представляют собой невидимые линии, которые пересекают нашу планету вертикально по отношению к экватору. Меридианы начинаются и заканчиваются на полюсах Земли, соединяя их. Параллели – невидимые линии, которые проводят условно параллельно экватору. Теоретически меридиан и параллелей может быть множество, однако в географии принято размещать их с интервалом 10 – 20 °. Благодаря градусной сетке мы можем вычислить долготу и широту объекта на карте, а значит узнать его географическое расположение. Все точки, которые располагаются на одном меридиане, имеют идентичную долготу, точки, расположенные на одной параллели, обладают одинаковыми показателями широты.
Изучая географию, трудно не заметить, что на разных картах меридианы и параллели изображены неодинаково. Рассматривая карту полушарий, мы можем заметить, что все меридианы обладают формой полукруга и только один меридиан, который делит полушарие пополам, изображен в виде прямой линии. Все параллели на карту полушарий наносятся в виде дуг, за исключением экватора, который представлен прямой. На картах отдельных государств, как правило, меридианы изображаются исключительно в виде прямых линий, а параллели могут быть лишь немного изогнуты. Такие отличия изображения градусной сетки на карте объясняются тем, что нарушения земной градусной сетки при ее переносе на прямую поверхность недопустимы.
Азимуты.
Азимут - это угол, образуемый в данной точке на местности или на карте, между направлением на север и направлением на какой-либо предмет. Азимутом пользуются для ориентирования при передвижении в лесу, в горах, в пустынях или в условиях плохой видимости, когда нет возможности привязать и сориентировать карту. Также, с помощью азимута определяют направление движения судов и самолетов.
На местности, отсчет азимутов проводится от северного направления стрелки компаса, от северного, красного конца, по ходу часовой стрелки от 0° до 360°, иначе говоря - от магнитного меридиана данной точки. Если предмет находится от наблюдателя точно на Севере, то азимут равен 0°, если ровно на Востоке (справа) - 90°, на Юге (сзади) - 180°, на Западе (слева) - 270°.
Юлия Александровна Гледко
Общее землеведение: учебное пособие
Допущено
Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по специальностям «География (по направлениям)», «Гидрометеорология», «Космоаэрокартография», «Геоэкология»
Рецензенты:
кафедра физической географии учреждения образования «Белорусский государственный педагогический университет имени М. Танка» (доцент кафедры физической географии кандидат географических наук О. Ю. Панасюк);
декан факультета естествознания, доцент кафедры географии и охраны природы учреждения образования «Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова» кандидат педагогических наук, доцент И.Н. Шарухо
Введение
Общее землеведение – это отрасль географии, изучающая закономерности структуры, функционирования, динамики и эволюции географической оболочки на разных территориальных уровнях: глобальном, континентальном, зональном, региональном, локальном. Роль общего землеведения в системе географических наук уникальна. Представления землеведения (зональность, целостность, системность, эндогенное и экзогенное происхождение ряда форм рельефа и т. д.) играют ведущую роль в формировании гипотез о строении внешних оболочек других планет Солнечной системы, определяющих программы их исследования с помощью космических средств. Большинство наук о Земле опираются на базисные представления землеведения о взаимосвязях атмосферы, гидросферы, растительности и рельефа, суши и океанов, различных природных зон.
Общее землеведение – основа географического образования, его фундамент в системе географических наук. Наиболее важной задачей дисциплины является изучение географической оболочки, ее структуры и пространственной дифференциации, основных географических закономерностей. Эта задача обусловливает теоретическое содержание дисциплины. Наиболее общим для географии является закон географической зональности, поэтому в курсе общего землеведения прежде всего рассматриваются факторы, формирующие географическую оболочку и основную ее структурную особенность – горизонтальную (широтную) зональность. Законы целостности, эволюции, круговоротов вещества и энергии, ритмичности рассматриваются для всех сфер географической оболочки с учетом экологических условий.
Концепция землеведения, которая сложилась как системное учение о целостном объекте – географической оболочке – главным образом на протяжении XX в., в настоящее время приобретает дополнительную основу в виде космического землеведения, изучения глубинного строения Земли, физической географии Мирового океана, планетологии, эволюционной географии, исследования окружающей среды, ее сохранения для человечества и всего биологического многообразия. В связи с этим направленность общего землеведения заметно трансформировалась – от познания фундаментальных географических закономерностей к исследованию на этой основе «очеловеченной» природы с целью оптимизации природной среды и управления процессами, в том числе обусловленными человеческой деятельностью и ее последствиями, на планетарном уровне.
Современным направлением землеведения является создание единой интегрированной цифровой модели географической оболочки, подобной уже существующим моделям климатической системы, океанов, подземных вод и др. Ставится задача моделирования отдельных оболочек с целью постепенной интеграции их в единую модель планеты. Ключевым в построении данной модели в отличие от моделирования климата, океанов, оледенения является включение человеческой деятельности как основной силы, изменяющей географическую оболочку и в то же время зависящей от изменений, в ней происходящих. Перспектива создания такой модели заключается в широком использовании компьютерных технологий, развитии геоинформационных систем разного профиля и назначения, разработке новых принципов и средств сбора, обработки, хранения и передачи данных. Возникает необходимость во все большем объеме привлекать новые источники информации: аэрокосмические съемки, автоматические наблюдения с наземных и морских станций. Использование материалов аэрокосмических съемок позволяет получить новые фундаментальные знания о строении и развитии географической оболочки, организовать мониторинг геосистем разного ранга, обновить фонды топографических и тематических карт, а также создавать новые картографические документы научного и прикладного значения.
Представления и модели землеведения, существующие в настоящее время, наиболее ярко проявляются в процессе решения глобальных проблем, затрагивающих интересы всего человечества. Так, с концепциями землеведения связаны проблемы загрязнения атмосферы и гидросферы, включая переход локальных воздействий в глобальные, структурно-динамические изменения, происходящие в литосфере, нарушение регуляторной функции биоты и т. д.
Таким образом, спектр стоящих перед землеведением теоретических и практических задач огромен: исследование эволюции географической оболочки Земли; изучение истории взаимодействия природы и общества; анализ стихийных катастрофических природных явлений в их связи с хозяйственной деятельностью человека; разработка сценариев для моделирования отдельных оболочек с целью объединения их в единую модель планеты, прогнозирование глобальных изменений с учетом связей в системе «природа – население – хозяйство».
Место общего землеведения в системной классификации географических наук
1.1. Общее землеведение в системе географических наук
Географией называется комплекс тесно связанных между собой наук, который делится на четыре блока (Максаковский, 1998): физико-географические, социально-экономико-географические науки, картографию, страноведение. Каждый из этих блоков, в свою очередь, подразделяется на системы географических наук.
Блок физико-географических наук состоит из общих физико-географических наук, частных (отраслевых) физико-географических наук, палеогеографии. Общие физико-географические науки делятся на общую физическую географию (общее землеведение) и региональную физическую географию.
Все физико-географические науки объединяет общий объект исследования. Большинство ученых пришли к единому мнению о том, что все физико-географические науки изучают географическую оболочку. По определению Н.И. Михайлова (1985), физическая география – наука о географической оболочке Земли, ее составе, структуре, особенностях формирования и развития, пространственной дифференциации.
Географическая оболочка (ГО) – сложная внешняя оболочка Земли, в пределах которой происходят интенсивные взаимодействия минеральной, водной и газовой сред (а после возникновения биосферы – и живого вещества) под воздействием космических явлений, прежде всего солнечной энергии. Единой точки зрения по поводу границ географической оболочки среди ученых не существует. Оптимальными границами ГО являются верхняя граница тропосферы (тропопауза) и подошва зоны гипергенеза – граница проявления экзогенных процессов, в пределах которых находится основная масса атмосферы, вся гидросфера и верхний слой литосферы с живущими или жившими в них организмами и следами человеческой деятельности (см. тему 9).
Таким образом, география не является наукой о Земле вообще (такая задача была бы непосильной для одной науки), а изучает только определенную и довольно тонкую ее пленку – ГО. Однако и в этих пределах природа изучается многими науками (биология, зоология, геология, климатология и др.). Какое же место занимает общее землеведение в системной классификации географических наук? Отвечая на этот вопрос, необходимо сделать одно пояснение. У каждой науки различаются объект и предмет изучения (объект науки – конечная цель, к которой стремится любое географическое исследование; предмет науки – ближайшая цель, задача, стоящая перед конкретным исследованием). При этом предмет изучения науки становится объектом изучения целой системы наук на более низкой классификационной ступени. Таких классификационных ступеней (таксонов) четыре: цикл, семейство, род, вид (рис. 1).
Вместе с географией в цикл наук о Земле входят геология, геофизика, геохимия, биология. Объектом всех этих наук является Земля, но предмет изучения у каждой из них – свой: для географии это земная поверхность как неразрывный комплекс естественного и социального происхождения; для геологии – недра; для геофизики – внутреннее строение, физические свойства и процессы, происходящие в геосферах; для геохимии – химический состав Земли; для биологии – органическая жизнь.
Мильков Ф.Н. Общее землеведение: Учеб. для студ. географ. спец. вузов. - M.: Высш. шк., 1990. - 335 c.ISBN 5-06-000639-5
Скачать (прямая ссылка): obsh_zemleveden.pdf Предыдущая 1 2 > .. >> Следующая
Общее землеведение принадлежит к числу фундаментальных географических наук. Его нельзя рассматривать как введение в физическую географию.
По существу, это методологическое вступление в мир географии в целом. Учение о географической оболочке - та призма, которая помогает определить географическую принадлежность изучаемых предметов, процессов и целых научных дисциплин. Например, земная кора, если изучать только ее физические свойства, представляет собой предмет геофизики; земная кора с точки зрения ее состава, строения и развития изучается геологией; и та же земная кора как структурная часть географической оболочки исследуется географией, точнее, общим землеведением. To же самое относится к атмосфере, изучением которой занимается геофизическая наука метео-
1 Гагарин Ю. Вижу Землю. M., 1971. С. 56.
5
рология. Однако ее нижние слои (тропосфера), входящие в географическую оболочку, служат носителями климата и изучаются одной из отраслевых географических дисциплин - климатологией. Принципы и методы изучения географической оболочки как целостной динамической системы являются сквозными для всех других физико-географических наук - страноведческих и отраслевых. Системный же подход с анализом взаимосвязей между структурными частями объекта, широко используемый при установлении закономерностей общего землеведения, сохраняет свое значение во всех подразделениях не только физической, но и экономической географии.
Современная география, подобно биологии, химии, физике и другим фундаментальным наукам, представляет сложную систему обособившихся в разное время научных дисциплин. Какое же место занимает общее землеведение в системной классификации географических наук? Отвечая на этот вопрос, сделаем одно пояснение. У каждой науки различаются объект изучения и предмет изучения. При этом предмет изучения науки становится объектом изучения целой системы наук на более низкой классификационной ступени. Таких классификационных ступеней - таксонов - четыре: цикл, семейство, род, вид (рис. 1).
Вместе с географией в цикл наук о Земле входят биология, гео-югия, геофизика, геохимия. У всех этих наук один объект изучения- Земля, но каждая из них имеет свой предмет изучения. У биологии это органическая жизнь, у геохимии - химический состав Земли, у геологии - ее недра, а у географии - земная поверхность как неразрывный комплекс естественного и социального происхождения. На уровне цикла мы видим предметную сущность единства географии, о чем давно уже писал В. А. Анучин (1960). Географию обособляет в цикле наук о Земле не один предмет изучения, но и основной метод - описательный. Старейший и общий для всех географических наук описательный метод продолжает усложняться и совершенствоваться вместе с развитием науки. В самом названии география (от греч. ge-Земля и grapho - пишу), заключен и предмет и основной метод исследования этой науки.
География на уровне цикла - это нерасчлененная география, родоначальница всех других географических наук. Она изучает наиболее общие закономерности и нерасчлененной называется потому, что ее выводы одинаково распространяются на все последующие подразделения географической науки.
Семейство географических наук образуют физическая и экономическая география, страноведение, картография, история и методология географической науки. Все они имеют один объект изучения - земную поверхность, предметы же изучения -разные. Предметом изучения физической географии служит географическая оболочка Земли, экономической географии - хозяйство и население в форме территориальных социально-экономических систем. Науки
6
[,Ландшафтная] сфера
Ландшафтное страноведение Общее ландшафт оведение Морфология ландшафтов Картирование ландшафтов Геофизика ландшафта Геохимия I ландшафта 1 Биофизика ландшафта
Вид ландшафтоведч еоких наук
Рис. 1. Место общего землеведения в системной классификации географических
наук
7
географического семейства в той или иной мере связаны с науками других семейств цикла наук о Земле. Физическая география немыслима без знания основ геологии, биологии, геофизики. Особенно далекие «внецикловые» взаимосвязи свойственны экономической географии - общественной науке, опирающейся во многом на законы политической экономии. И все же теснее всего она связана с физической географией, своей «соседкой» по семейству наук. Приходится сожалеть, что в недалеком прошлом было затрачено много усилий не на поиски системных взаимосвязей физической географии с экономической, а на их различия, даже противопоставление, что вело к разрыву этих близких наук.
Наиболее полное выражение синтез физической географии с экономической находит в страноведении. На уровне семейства оно имеет общегеографический - триединый (природа, население, хозяйство) - характер. Одни из лучших страноведческих монографий этого типа - «Киргизия» (1946) С. Н. Рязанцева, «Центральная Европа» Э. Мартонна (1938), «Северная Америка» А. Боли (1948), «Индия и Пакистан» О. Спейта (1957).
В семействе географических наук особое место занимает история и методология географической науки. Это не традиционная история географических открытий, а история географических идей (разумеется, на фоне расширявшихся географических открытий), история становления современных методологических основ географической науки. Первый опыт создания лекционного курса по истории и методологии географической науки принадлежит Ю. Г. Ca-ушкину (1976).