26647

Основные законы (особенности, признаки) географической оболочки

Доклад

География, геология и геодезия

Например пятна на Солнце увеличивают площадь в течение 914 лет а средний цикл солнечной активности 9 14 : 2 = 112 лет. Внутривековые циклы движение Земли в Солнечной системе влажные и прохладные 3540 лет чередуются с тёплыми и сухими колебания водности озёр ритмы солнечной активности 11 3540 90100 лет. Сверхвековые циклы движение Солнечной системы в Галактике образует галактические ритмы длящиеся миллионы лет. лет.

Русский

2013-08-18

74.5 KB

1 чел.

Основные законы (особенности, признаки) географической оболочки

Закон, как писал В.И.Ленин, есть отношение между сущностями. Сущность географических явлений имеет иную природу, чем сущность, например, социальных или химических объектов, поэтому отношения между географическими объектами выступают как специфические законы географической формы движения.

Географическая форма движения есть специфическое взаимодействие между атмосферой, гидросферой, литосферой, биосферой, на основе которого образуется и существует всё многообразие природных комплексов.

Закон целостности. ГО состоит из трёх взаимодействующих и проникающих друг в друга геосфер, каждая из которых соответствует одному из трёх физических состояний вещества, а именно: литосферы (твёрдое вещество), атмосферы (газообразное вещество), гидросферы (жидкое вещество). В пределах ГО вещество в любом из этих трёх агрегатных состояний неустойчиво, что и является причиной всех дальнейших эволюций. Эти три геосферы представляют косную часть ГО, в отличие от органической части - биосферы. Косная и органическая части ГО неразрывно связаны между собой как в прошлом (по происхождению), так и в настоящем, в развитии. Существование ГО невозможно без трёх косных геосфер, а вся совокупность живых организмов наложила за время своего существования неизгладимый отпечаток на свойства и особенности последних.

Каждая из геосфер охватывает широкий круг явлений, различных по своей природе. Так, горные породы и почвы относятся к твёрдой оболочке, но происхождение их различно; воздух, растворённые в воде газы в своей совокупности образуют атмосферу, но по природе отличаются друг от друга; вода морей, рек, озёр и вода растительных и животных организмов - не одно и то же, хотя эта вода входит в понятие гидросферы (В.И. Вернадский выделял 140 разновидностей природной воды). Различия между такими частями биосферы как растительность, животные и бактерии очевидны.

Компоненты (составные части, элементы) ГО: горные породы и рельеф, вода, воздух, почва, живые организмы. Масштаб изменений всей системы Г.О. зависит от скорости изменения её компонентов. Скорости же развития разнокачественных компонентов не совпадают. По степени консервативности они располагаются в убывающий ряд: литогенная основа > рельеф > воды > климатические явления > почва > растительность > животный мир. Динамичность явлений и процессов в ГО различна. Отсюда сложный ход развития процессов и явлений в ГО. По выражению Д.Л. Арманда, в природе существуют не просто цепи причин и следствий, а целые сети и кружева взаимосвязей. Только знание этой "кружевной" структуры и позволяет судить, в каком направлении изменяется соотношение между компонентами под влиянием, например, хозяйственных мероприятий (лесопосадки в степи, вырубка лесов в тропиках).

Взаимодействие компонентов изменяет к тому же первоначальные свойства явления иной раз на обратные: химически чистая вода - яд для организмов, но природная вода, свойства которой обусловлены не взаимодействием с атмосферой и литосферой - это источник жизни. Смесь газов, искусственно созданная в соответствующей пропорции, мало похожа на тот воздух, которым дышат. Присутствие воды меняет целый ряд физических свойств воздуха, в том числе, например, теплоёмкость.

Закон круговоротов вещества и энергии. За счёт противоречивого взаимодействия компонентов ГО возникает множественность систем. Например, выпадение атмосферных осадков - процесс климатический, сток выпавших осадков - гидрологический процесс, транспирация влаги растениями - биологический процесс. В этом примере явно проявляется переход одних процессов в другие. А всё вместе это - пример большого круговорота воды в природе. Географическая оболочка, её единство, целостность существует благодаря чрезвычайно напряжённому круговороту веществ и связанной с ним энергии. Круговороты можно рассматривать как чрезвычайно разнообразные формы взаимодействия компонентов (атмосфера - вулканизм). Эффективность круговоротов в природе колоссальна, так как они обеспечивают многократность одних и тех же процессов и явлений, высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Примеры: большой и малый круговорот воды; циркуляция атмосферы; морские течения; круговороты горных пород; биологические круговороты.

По степени сложности круговороты различны: одни сводятся преимущественно к кругообразным механическим перемещениям, другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества, третьи сопровождаются химической трансформацией.

Оценивая круговорот по его исходному и конечному звену, видим, что вещество, вступившее в круговорот, испытывает нередко перестройку в промежуточных звеньях. Поэтому представление о круговороте входит в понятие взаимообмена вещества и энергии.

Все круговороты не являются круговоротами в точном смысле слова. Они не вполне замкнуты, и конечная стадия круговорота вовсе не тождественна его начальной стадии.

 

хлорофилл

 

Фотосинтез: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2.

 

энергия света

 

За счёт поглощения солнечной энергии зелёное растение осуществляет ассимиляцию молекул углекислого газа и воды. В результате такой ассимиляции образуется органическое вещество и одновременно выделяется свободный кислород.

Разрыв между конечной и начальной стадиями круговорота образует вектор направленного изменения, то есть развития.

Основой всех круговоротов в природе является миграция и перераспределение химических элементов. Способность элементов к миграции зависит от их подвижности.

Известен порядок воздушной миграции: водород > кислород > углерод > азот. Он показывает, как быстро атомы элементов могут вступать в химические соединения. Исключительно активен O2, поэтому от него зависит миграция большинства других элементов.

А.И. Перельман (1965) предложил коэффициент (Kx), дающий представление о возможном порядке интенсивности водной миграции элементов.

Kx - коэффициент водной миграции равен частному от деления содержания химического элемента x в минеральном остатке воды на его содержание в горных породах.

mx . 100

K x = -----------, где

anx

mx - содержание элемента x в водах, мг/л,

nx - содержание элемента x в породах, %,

a - минеральный остаток воды, мг/л.

Наиболее интенсивно (Kx > 10) в ходе выветривания выносятся отрицательно заряженные ионы - анионы серы, хлора. Они образуют легкорастворимые соли, которые накапливаются в водах при испарении, легко поглощаются организмами (сера входит в состав белков). Результатом их аккумуляции являются залежи солей, гипса, мирабилита и солевые корки в пустынях.

К группе легко выносимых элементов (Kx = 10-1) принадлежат катионы Ca, Mg, Na, Sr (стронций). Из анионов к ним относится только фтор. При испарении воды наиболее обычно осаждение кальцита и гипса.

Ещё слабее выносятся (Kx = 1- 0,1) катионы меди, никеля, кобальта, марганца, анионы - кремния и фосфора.

Наконец, наименее подвижные, инертные и практически неподвижные (Kx < 0,1) такие элементы, как Fe, Al, Ti, Zn, Si.

Степень подвижности водных мигрантов не всегда объясняется их собственными свойствами. Существенны и другие причины. Ослабляет миграционную способность элементов поглощение их организмами в ходе биогенной аккумуляции, поглощение почвенными коллоидами, то есть процессы адсорбции (лат. - поглощение) и осаждения. Усиливают миграционную способность процессы минерализации органических соединений, растворение и десорбция (процесс, обратный адсорбции).

Закон зональности. Характерной чертой дифференциации (пространственной неоднородности, разделения) ГО является зональность (форма пространственной закономерности расположения), то есть закономерное изменение всех географических компонентов и комплексов по широте, от экватора к полюсам. Основные причины зональности - шарообразность Земли, положение Земли относительно Солнца, - падение солнечных лучей на земную поверхность под углом, постепенно уменьшающиеся в обе стороны от экватора.

Г.Д. Рихтер (1965), следуя А.А. Григорьеву, предложил различать понятия зональности и поясности. Пояса (высшие ступени широтного физико-географического деления) разделяются на радиационные или солнечного освещения и тепловые или климатические, географические. Радиационный пояс определяется количеством поступающей солнечной радиации, закономерно убывающим от низких к высоким широтам.

Ключевые понятия: экватор (равноделящий), тропики (круги поворота), полярные круги.

На поступление это не влияет характер земной поверхности, оттого границы радиационных поясов совпадают с параллелями - пять радиационных поясов.

Для формирования тепловых (географических) поясов имеют значение не только количество поступающей солнечной радиации, но и свойства атмосферы (поглощение, отражение, расселение лучистой энергии), альбедо зелёной поверхности перенос тепла морскими и воздушными течениями. Поэтому границы тепловых поясов нельзя совместить с параллелями. - 13 климатических или тепловых поясов.

Географическая зона - это совокупность ландшафтов одного географического пояса.

Границы же географических зон определяются соотношением тепла и влаги. Это соотношение зависит от количества радиации, а также от количества влаги в виде осадков и стока, которые лишь частично привязаны к широте. Вот почему зоны не образуют непрерывных полос, и простирание их вдоль параллелей скорее частный случай, чем общий закон.

Географическая зона - составная часть географического пояса.

Открытие В.В. Докучаевым ("Русский чернозём, 1883 г.) географических зон как целостных природных комплексов было одним из крупнейших событий в истории географической науки. После этого в течение полувека географы занимались конкретизацией этого закона: уточняли границы, выделяли секторы (то есть, отклонения границ от теоретических) и т. п.

Принципиально новый шаг в разработке проблемы зональности сделали А.А. Григорьев и М.И. Будыко (1956), которые разработали качественный показатель для главнейших географических зон и поясов - радиационный индекс сухости

Kx = R_, где

L╥r

R - радиационный баланс поверхности в ккал/см2 за год,

L - скрытая теплота испарения в ккал/г,

r - сумма осадков в г/см2 за год.

Радиационный баланс поверхности - это приход-расход солнечной радиации (лучистой энергии). Радиационный баланс может быть положительным и отрицательным. Но кроме ледяных поверхностей Антарктиды и Гренландии: годовой радиационный баланс поверхности Земли положителен всюду. Он уменьшается от экватора к полюсам (на экваторе около 100 ккал/см2 в год, в Томске - 30 ккал/см2 в год).

Таким образом, числитель формулы выражает количество тепла географической оболочки. Знаменатель - сумма осадков (r) - выражение влагообеспеченности территории. Но далеко не вся влага используется. Часть влаги испаряется, и её можно оценить количеством солнечного тепла, затрачиваемого на испарение, иначе количеством скрытой теплоты испарения. Поэтому знаменатель формулы состоит из произведения величины скрытой теплоты испарения на величину годового количества осадков.

Закон азональности. В географической оболочке, кроме зональных процессов, связанных с распределением солнечного тепла на земной поверхности, большое значение имеют процессы азональные, зависящие от процессов, происходящих внутри Земли. Их источниками являются: энергия радиоактивного распада, главным образом урана и тория, энергия гравитационной дифференциации, вырабатываемая в процессе сокращения радиуса Земли при вращении Земли, энергия приливного трения, энергия межатомных связей минералов.

Азональные влияния на географическую оболочку проявляются в формировании высотных географических поясов, в горах, нарушающих широтную географическую зональность, и в разделении географических поясов на секторы, а зон - на провинции.

Формирование секторности и провинциальности в ландшафтах объясняется тремя причинами: а) распределением суши и моря, б) рельефом зелёной поверхности, в) составом горных пород.

Распределение суши и моря на азональность процессов ГО сказывается через степень континентальности климата. Существует немало методов для определения степени континентальности климата. Большинство учёных определяют данную степень через годовую амплитуду среднемесячных температур воздуха. С.П. Хромов (1957) предложил формулу, которая позволяет выяснить и степень влияния континентов на климат океанов, и степень влияния океанов на климат материков. За нуль континентальности принята чисто океаническая амплитуда температур, близкая к 4о, характерная для центральной части Тихого океана.

A - 5,4 sin j

K = --------------- , где

A

K - индекс (коэф.) континентальности,

A - фактическая годовая амплитуда температур в данном море,

j - широта места,

5,4 - эмпирический коэффициент.

Влияние рельефа, неровностей земной поверхности и состава горных пород на ландшафты общеизвестны и понятны: на одной и той же широте в горах и на равнине леса и степи; известны моренные и карстовые ландшафты, связанные в происхождении с составом горных пород.

Секторность поясов - неоднородность их в продольном (долготном) направлении. Продольные членения называются секторами географических поясов. Секторность обусловлена различиями климата западных, прибрежных, центральных и восточных прибрежных секторов материков. Например, в Ирландии на широте Воронежа произрастает бамбук и магнолия, на севере Норвегии нет тундры. На побережье Карского моря - арктические тундры, а на побережье Охотского и Баренцева морей - редкостойные леса, произрастающие под отепляющимся воздействием муссонного переноса с Тихого океана.

Высотная поясность проявляется в горах. Иногда её неудачно называют "высотной зональностью" потому что у высотной поясности другой гeнезис (происхождение), чем у широтной зональности. Зональность связана с изменением по широте угла падения солнечных лучей, а высотная поясность - с удалением местности кверху от уровня океана, то есть с эффектом аэротермического градиента и изменением с высотой.

Несходство между широтной зональностью и высотной поясностью вовсе не означает, что между ними нет никакой связи. В горах действия закона зональности не прекращается. Поясность формируется под влиянием как зональных, так и провинциальных факторов. Широтная зональность определяет тип высотной поясности: у каждой зоны - свой типичный набор поясов. Высотная поясность всегда начинается у подошвы горной цепи с аналога и той же широтной зоны, на которую опирается горное подножье. Подобно широтной зональности, высотная поясность бывает двух основных типов - океаническая или приморская (пояс древесной растительности начинается на прибрежной равнине) и континентальная (древесно-кустарниковые формации начинаются на известной высоте на склонах гор).

Аналогично высотной поясности в горах на суше можно в Мировом океане выделить глубинную поясность, развивающуюся и существующую под влиянием изменения температур воды, освещённости и физико-химических свойств водной толщи.

Г.Д. Панов (1948) выделил в океанах четыре глубинные пояса: прибрежный (подводной растительности); шельф с господством данной фауны; материковый склон или океанические полупустыни; дно океанических бассейнов или океанические холодные пустыни.

Закон ритмики. Ритмы - своеобразная разновидность круговоротов вещества и энергии в ГО во времени. Форма развития - прерывистая в непрерывном развитии. Ритмикой называют повторяемость во времени комплекса явлений, которые каждый раз развиваются в одном направлении. Различают два вида ритмов - периодический и циклический. Под периодами понимают ритмы одинаковой длительности (правильные). Ритмы переменной продолжительности (неправильные) называют циклами. Если для их характеристики и приводятся цифры, то они всегда означают только среднюю продолжительность цикла. Например, пятна на Солнце увеличивают площадь в течение 9-14 лет, а средний цикл солнечной активности (9 + 14) : 2 = 11,2 лет. Известно, что в природе господствует неправильная ритмика.

Суточные циклы (вращение Земли вокруг собственной оси) - смена дня и ночи, суточный ход температур, ход абсолютной и относительной влажности, фотосинтез, ночные и дневные животные, бриз - ночной и дневной, холодная вода ночью поглощает газы, днём - выделяет.

Сезонные циклы вызваны движением Земли вокруг Солнца. Это - смена ландшафтов, ледостав, ледоход, половодье, межень, спячка животных, миграция рыб, птиц, млекопитающих.

Внутривековые циклы (движение Земли в Солнечной системе) - влажные и прохладные 35-40 лет, чередуются с тёплыми и сухими, колебания водности озёр, ритмы солнечной активности - 11, 35-40, 90-100 лет.

Сверхвековые циклы (движение Солнечной системы в Галактике) образует галактические ритмы, длящиеся миллионы лет.

Отдельные циклы низших порядков являются фазами циклов высших порядков и составляют единую систему цикличности (ритмичности), свойственную Земле, Солнечной системе, а, возможно, и всему Космосу.

Исследователи выделяют циклы разных рангов и дают им разные названия: гига- (чрезвычайно большие по размерам), мега- (очень большие), макро- (большие), мезо- (промежуточный, средний), микро- (малый), нано- (карлик) циклы.

Геохронологическая таблица построена на сопоставлении пространства (геологические отложения) и времени.

На основании изучения докембрия выделен самый крупный цикл - 1,1 млрд. лет. В докембрии Балтийского щита установлено пять циклов со средней продолжительностью - 500-600 млн. лет. Фанерозой (палеозой и мезозой) является первой прогрессивной половиной седьмого гигацикла. Вторую, завершающую стадию этого цикла Земли ещё предстоит пройти.

Внутри гигацикла (500-600 млн. лет) выделяют мегациклы длительностью 150-200 млн. лет. Это время тектонических циклов - каледонского, герцинского, тихоокеанского, альпийского, выделяемых в пределах палеозойской, мезозойской и кайнозойской эр. Мегациклы сопоставляются с галактическим или космическим годом (176 млн. лет). Наша Галактика вращается вокруг центра, находящегося на линии, мысленно проведённой в направлении созвездия Стрельца, с периодом около 200 млн. лет. Это время (среднее 176 млн. лет) и называется космическим или галактическим годом и объясняется возмущающим действием со стороны ядра Галактики или пересечением Солнечной системой каких-то галактических силовых линий.

Внутри мегацикла в 176 млн. лет выделяют макроциклы 80-90 млн. лет. Начало их соответствует активизации горообразования и совпадает с началом мегацикла; макроциклы заканчиваются формированием поверхности выравнивания. Макроцикл 80-90 млн. лет соответствует галактическому полугодию.

Галактический сезон (мезоцикл) имеет длительность 40-45 млн. лет. Его связывают с колебательным движением Солнечной системы относительно плоскости Галактики во время обращения её по галактической орбите. Как считают, деформации орбиты вызываются изменениями фигуры равновесия Земли при пересечении ею плоскости Галактики. Отрезок времени в 35-45 млн. лет близок по геохронологической шкале к геологическим периодам. Как полагают, этом времени соответствуют крупные волны морских трансгрессий и регрессий (крупнейшие изменения береговой линии материков).

Ну, а далее, по разным признакам осадконакопления, выделяют циклы нисходящих порядков: 20-23 млн. лет; 6-7 млн. лет; 1,5-2 млн. лет; 400-500 тыс. лет; 90-150 тыс. лет; 40-41 тыс. лет; 20-23 тыс. лет; 5-10 тыс. лет, 1000-3000 лет. Последний цикл уже 13 порядка, как полагают связан с дрейфом ядра Земли, а следовательно, с изменением её магнитного поля. 1000-3000 лет - циклы колебания климата, вулканических извержений.

Вековой цикл 90-100 лет проявляется в усилении солнечной активности, моделируется амплитудами 11-летнего цикла солнечной активности (двойные, тройные циклы и т. д.), проявляется в усилении вулканизма, катастрофического схода лавин и селей.

Цикл 15 порядка - первый внутривековой (35-40 лет) наблюдается по колебаниям водности озёр, усилению и ослаблению засушливости.

Далее следует цикл 11 лет, 3,5-3,7 лет (четверть 11-летнего цикла) и 1 годовой цикл, который тоже имеет космическое проявление.

Закон целостности ГО полностью исключает возможность существования изолированной ритмики отдельных компонентов, не затрагивающей другие компоненты. Ритмичность явлений - это форма своеобразного "дыхания" ГО как целостной системы. Вследствие пространственной изменчивости своей структуры ГО реагирует неодинаково даже на синхронные и периодические внешние воздействия. Поэтому фактически наблюдается сдвиг фаз ритмов во времени и пространстве, то есть гетерохронность (неравномерное развитие во времени) и метахронность (неравномерное развитие от места к месту) их проявления.

Ритмические явления, как и круговороты веществ, не замкнуты в себе (деревья, сбрасывая листву, растут; равнина до ледника и после него).

Всякий географический ландшафт изменяется с возрастом, всё равно, исчисляется ли этот возраст сутками или тысячелетиями. Поэтому ритмические явления, протекающие на фоне непрерывного развития ГО, не могут повторить до конца ритма то состояние, которое было в его начале. География - комплексная триединая (физическая, социальная и экономическая) наука, изучающая некоторое естественноисторическое единство взаимодействия атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы, называемое географической оболочкой. Человеческое общество сейчас достигло уровня геологического процесса, поэтому география призвана изучать связь (систему) комплексных природных и социально-экономических процессов и явлений во взаимодействии обоснования научных норм природопользования современного общества и будущих поколений человечества.

http://ido.tsu.ru/other_res/hischool/zemlevedenie/tema1.htm


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79337. Функционирование рынка ценных бумаг и деятельность фондовой биржи на рынке Кыргызской Фондовой Биржи 1.28 MB
  Цель данной дипломной работы изучить функционирование рынка ценных бумаг, деятельность фондовой биржи на этом рынке, как можно шире ознакомиться с ней и в последствие применить на практике. В дипломной работе используется практический материал, представленной Кыргызской Фондовой Биржей.
79338. Отладка эффективности OpenMP-программ 1.07 MB
  В современных условиях необходимость обработки все больших и больших объемов информации постоянно ставит перед программистами задачи повышения производительности разрабатываемых ими систем. Поскольку сейчас широкое распространение получили многоядерные процессоры, практически в любой системе используются SMP-элементы.
79339. Созданию формализованной системы управления на ЗАО “Смайл Интернешнэл” 1.92 MB
  В сложившейся ситуации гибкая и оперативная реакция на малейшие изменения рыночной конъюнктуры, отслеживание тенденций, настроений участников рынка, квалифицированный брендинг и маркетинг – необходимые условия финансовой устойчивости и рентабельности любой компании-производителя.
79340. Фестиваль хімічних елементів 48 KB
  Відома вам вона мабуть Всі запросила елементи До нас у гості вже вона. Настроїли ми інструменти І линь музико чарівна Хімічна мова ця чудова І букв палітра кольорова Всіх зачарує вас. У всіх спереду прикріплено великі таблички з написами відповідних елементів.
79341. Хімічна мозаїка 69.5 KB
  Мета: показати різноманітність хімічних речовин, їх широке застосування у господарській діяльності людини, у побуті; у ігровій формі вивчити формули речовин; познайомити учнів із шкідливим впливом деяких з них.
79342. Через терни до зірок 779.5 KB
  Мета: зацікавити учнів космонавтикою, фізикою, астрономією. Розповісти про вчених – земляків, які освоювали космос. Розвивати інтерес учнів, розширити кругозір, формувати уміння аналізувати, робити висновки. Виховувати патріотичні почуття, гордість за співвітчизників.
79344. Площадь прямоугольника 30.1 KB
  Цели урока: формирование совокупности компетенций, необходимых для вычисления площади прямоугольника развивать мыслительные операции; воспитывать прилежание, аккуратность, стремление к выполнению всех заданий; уважение друг к другу...
79345. Гуморальная регуляция физиологических функций. Физиология желез внутренней секреции 192.5 KB
  Изучить закономерности гуморальной регуляции механизмы действия гормонов структурно-функциональную организацию эндокринной системы виды и функции гормонов желез внутренней секреции: щитовидной паращитовидных поджелудочной половых вилочковой надпочечников и эпифиза.