Морские течения классифицируют по ряду признаков
По продолжительности существования (устойчивости) выделяют постоянные, периодические и временные течения.
Постоянные течения наблюдаются в одних и тех же районах океана, характеризуются одним генеральным направлением, более или менее постоянной скоростью и устойчивыми среднемноголетними физико-химическими свойствами переносимых водных масс, хотя и изменяющимися характеристиками от сезона к сезону (например, Северное и Южное пассатные, Гольфстрим, Западный дрейф и др.).
У периодических течений направление, скорость, температура и другие свойства подчиняются периодическим закономерностям. Они наблюдаются в определенной последовательности через равные промежутки времени (например, летние и зимние муссонные течения в северной части Индийского океана или приливно-отливные течения).
Временные течения – эпизодические, их вызывают непостоянно действующие факторы, чаще всего ветры.
Из классификаций по физико-химическим свойствам наиболее важная по температурному признаку – теплые, холодные и нейтральные течения. Это деление носит условный характер, оно основано не на абсолютной, а на относительной температуре воды.
Теплые течения имеют температуру воды выше, чем окружающая вода,
Холодные – наоборот. Например, Мурманское течение с температурой 2-3°С среди вод с температурой 0°С считается теплым, а Канарское течение с температурой 15–16°С среди вод с температурой около 20°С – холодным.
Нейтральные течения имеют температуру воды, близкую к температуре окружающей воды, как, например, экваториальные противотечения.
Холодные течения имеют, как правило, направление от полюсов в сторону экватора, теплые – от экватора в сторону полюсов. Исключение составляет холодное летнее Сомалийское течение, направленное от экватора на север. Нейтральные течения ориентированы субширотно.
По солености бывают опресненные течения (например, Лабрадорское) и осолоненные (например, Норвежское).
По глубине расположения в толще воды различают течения поверхностные (обычно до глубины 200 м), подповерхностные, которые, как правило, имеют направление, противоположное поверхностному (например, под южными пассатными течениями экваториальные противотечения: Кромвелла в Тихом океане, Ломоносова в Атлантическом, Тареева в Индийском), глубинные, придонные. Последние регулируют обмен между полярными-субполярными и экваториально-тропическими широтами. Особенно четко выражены придонные течения вблизи Антарктиды, откуда они «спускаются» по материковому склону, оставляя на дне промоины и следы струйчатости, и доходят затем вплоть до экватора.
По происхождению течения объединяют в четыре группы:
фрикционные (дрейфовые и ветровые),
градиентно-гравитационные,
приливные,
инерционные.
Фрикционные течения образуются при участии сил трения: дрейфовые возникают под влиянием постоянных ветров, ветровые вызваны сезонными ветрами. Среди градиентно-гравитационных течений наиболее важны стоковые течения, которые образуются в результате наклона водной поверхности, вызванного избытком вод, притекающих из других районов океана, речных вод и обильных осадков, и компенсационные течения, которые возникают вследствие нарушения равновесия из-за оттока вод в другой район, скудных осадков, незначительного речного стока. Инерционные течения наблюдаются после прекращения действия возбуждающих их факторов.
|
Рис. 85. Схема течений Мирового океана |
4. В настоящее время установлена определенная система течений океана, обусловленная, прежде всего, общей циркуляцией атмосферы (рис. 85). Схема их такова. В каждом полушарии по обе стороны от термического экватора существуют большие круговороты течений вокруг постоянных субтропических барических максимумов: по часовой стрелке – в северном полушарии, против часовой – в южном. Между ними выявлены экваториальные межпассатные противотечения с запада на восток. В умеренных – субполярных широтах северного полушария наблюдаются малые кольца течений вокруг барических минимумов против часовой стрелки, а в южном полушарии – циркумполярное течение с запада на восток в 40 – 50-х широтах вокруг Антарктиды. |
Наиболее устойчивыми являются Северные и Южные пассатные течения по обе стороны от экватора в Тихом, Атлантическом океанах и в южном полушарии Индийского океана, «перекачивающие» воду с востока на запад. У восточных берегов материков в тропических широтах характерны теплые сточные течения: Гольфстрим, Куросио, Бразильское, Мозамбикское, Мадагаскарское, Восточно-Австралийское. Эти течения – аналоги не только по происхождению, но и по физико-химическим свойствам вод.
В умеренных широтах под действием постоянных западных ветров существуют теплые Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское течения в северном полушарии и холодное (нейтральное) течение Западных ветров, или Западный дрейф, – в южном. Это мощное течение образует кольцо в Южном океане вокруг Антарктиды. Замыкают большие круговороты холодные компенсационные течения-аналоги вдоль западных берегов материков в субтропических широтах: Калифорнийское, Канарское – в северном и Перуанское, Бенгельское, Западно-Австралийское – в южном полушарии.
В малых кольцах течений следует отметить теплое Норвежское течение в Арктике и холодное Лабрадорское в Атлантике по периферии Исландского минимума и аналогичные им теплое Аляскинское и холодное Курильское (Курило-Камчатское) – в Тихом океане по периферии Алеутского минимума.
В северной части Индийского океана муссонная циркуляция порождает сезонные ветровые течения: Зимнее муссонное – с востока на запад и Летнее муссонное – с запада на восток. Летом здесь еще хорошо выражено Сомалийское течение – единственное холодное течение, устремляющееся от экватора. Оно связано с юго-западным муссоном, отгоняющим воду от берегов Африки у полуострова Сомали и вызывающим тем самым подъем холодных глубинных вод (зона прибрежного апвеллинга).
В Северном Ледовитом океане главное направление движения поверхностных вод и дрейф льдов происходят с востока на запад через весь океан (Трансарктическое течение) от Новосибирских островов в Гренландское море. Оно вызвано рядом причин: во-первых, обильным речным стоком сибирских рек, во-вторых, вращательным антициклоническим движением (по часовой стрелке) над обширным барическим максимумом в Американо-Азиатском секторе Арктики, в-третьих, вращательным циклоническим движением (против часовой стрелки) в местных зимних барических минимумах над Баренцевым и Карским арктическими морями. Под влиянием течений и ветров происходит дрейф льдов вдоль устойчивой Арктической полыньи, проходящей от Новосибирских островов почти через Северный полюс над котловиной Амундсена и далее к проливу между Гренландией и архипелагом Шпицберген в Гренландское море. Именно там заканчивали свое существование научно-исследовательские станции «Северный полюс» (СП), начиная с СП-1 – героической четверки папанинцев (1937– 1938). Пополняется Арктика водами из Атлантики в виде Нордкапского, Мурманского, Шпицбергенского и Новоземельского течений. Воды двух последних течений более соленые, а потому более плотные и погружаются под лед.
Значение морских течений для климата и природы Земли в целом и особенно прибрежных районов очень велико. Морские течения наряду с воздушными массами осуществляют перенос тепла и холода между широтами. Теплые и холодные течения во всех климатических поясах поддерживают температурные различия западных и восточных побережий материков, нарушают зональное распределение температуры (например, за Северным полярным кругом на широте 70° находится незамерзающий Мурманский порт, а на побережье Северной Америки к северу от Нью-Йорка даже на широтах 45° зимние температуры воды и воздуха отрицательны).
Течения оказывают влияние и на количество осадков. Теплые течения способствуют развитию конвекции и выпадению осадков. Космонавты отмечают характерные облачные образования, сопровождающие теплые течения на всем их протяжении. Холодные течения, ослабляя вертикальный обмен воздушных масс, уменьшают возможность выпадения осадков. Поэтому территории, омываемые теплыми течениями и находящиеся под влиянием воздушных потоков с их стороны, имеют влажный климат, а территории, омываемые холодными течениями, – сухой.
Течения создают термические аномалии, которые, в свою очередь, сказываются на распределении атмосферного давления, циркуляции атмосферы и погодных условиях. Особенно значительная положительная температурная аномалия (до +28°С) наблюдается зимой на севере Атлантики и над Норвежским морем над теплыми течениями: Северо-Атлантическим, Ирмингера и Норвежским. Она поддерживает существование и определяет конфигурацию Исландского барического динамического минимума с ложбиной над Баренцевым морем, над теплыми Норвежским и Мурманским ветвями течений. Вдоль осей теплых течений движутся серии циклонов, определяя погодные условия акваторий и прибрежных территорий. Аналогичная, но меньшая по величине и значению термическая аномалия на севере Тихого океана способствует формированию в зимний сезон Алеутского барического минимума над Северо-Тихоокеанским и Аляскинским течениями. В местах встречи теплых и холодных течений обычны туманы, сплошная облачность и моросящие осадки из слоистых облаков, там происходит рождение циклонов.
Морские течения способствуют перемешиванию воды и осуществляют перенос питательных веществ и газовый обмен, с их помощью осуществляется миграция растений и животных. Изменчивость морских течений во времени и смещение их в пространстве влияет на биологическую продуктивность океанов и морей.
Течения играли большую роль в судоходстве в эпоху парусного флота. Их учитывают при мореплавании и сейчас. Так, с Лабрадорским течением связан вынос гренландских айсбергов в умеренные широты Атлантики, где проходит оживленная морская трасса. А это к тому же район штормов и частых плотных туманов. Общеизвестна трагическая гибель в этих водах лайнера «Титаник» в 1912 г. Теперь существует международный ледовый патруль с использованием спутниковой информации и капитаны кораблей заблаговременно оповещаются о движении айсбергов.
12-13. Педосфера
Почва – поверхностный слой земной коры, обладающий естественным плодородием. Главными почвообразующими факторами являются:
а) Климат. Он влияет на ход выветривания горных пород, с которого и начинается процесс формирования почв. Влажный и теплый климат способствует усилению интенсивности выветривания, а сухой и холодный климат способствует его ослаблению.
б) Рельеф. Он может оказывать как благоприятное воздействие на образование почв, так и неблагоприятное: На горных склонах продукты выветривания не удерживаются и смещаются вниз, а на равнинах же они, наоборот, накапливаются.
в) Живые организмы. Они влияют на состав и структуру почв.
г) Материнская порода. От ее состава и структуры зависят физические свойства почв и первоначальное содержание в ней различных химических элементов.
Образование почв.Оно начинается с выветривания. В результате происходит разрушение и измельчение горных пород. Это создает благоприятные условия для поселения и размножения здесь микроорганизмов – водорослей, грибов, бактерий. Затем поселяются низшие растения – мхи и лишайники, которые вместе с уже существующими здесь микроорганизмами выделяют кислоты, способные растворить даже самые твердые породы. Благодаря микроорганизмам мхам и лишайникам слой органических веществ увеличивается. В почве постепенно образуется слой перегноя черного цвета, который называетсягумусом. Гумус содержит основные элементы питания, которые становятся доступными растениям под воздействием микроорганизмов. Количество гумуса в почве определяет ееплодородие –способность почвы обеспечивать растения усвояемыми питательными веществами и влагой в количестве, необходимом для полного развития растений. Плодородие почв – качество, отличающее почву от любой, даже рыхлой горной породы. При разумном использовании почв их плодородие увеличиваться, а неумелое хозяйствование приводит к деградации почв, то есть к уменьшению плодородия почв. Наиболее плодородными являются черноземы степной зоны.
Почвенные горизонты.Горизонты формируются в результате расчленения почв в процессе их образования. Почвенные горизонты обозначаются заглавными латинскими буквами. Каждый почвенный горизонт примерно однороден по структуре, окраске, минералогическому и химическому составу, физическим свойствам. Мощность почвенных горизонтов может быть от нескольких до десятка сантиметров. Сверху вниз выделяют следующие горизонты:
А0 – лесная подстилка, дернина. Этот горизонт состоит из разлагающихся растительных остатков, еще не входящих в состав почв.
А1 – гумусовый, или перегнойный, горизонт, он присутствует во всех почвах, но мощность и содержание гумуса в разных типах почв в нем изменяется. Чем больше гумуса в этом горизонте, тем он темнее, книзу горизонт осветляется.
А2 – подзолистый горизонт, или горизонт вымывания. Он имеет светлую окраску золы (отсюда и его название) и беден питательными веществами. В этот горизонт просачивающиеся сверху воды вносят частички гумуса, оксиды железа и др.
В – горизонт вмывания.Он очень плотный, содержит частицы, проникающие сюда из верхних слоев: глинистые частицы, оксиды железа и другие. Окраска его зависит от примесей: в лесах и лесостепях он часто белесый из-за высокого содержания кальцита, бурая окраска связана с содержанием в качестве примесей железа и алюминия, коричневато-черная — от примесей гумуса.
С – материнская горная порода, слабо затронутая почвообразованием.
На обрабатываемых землях может возникнуть еще один горизонт — Ап – пахотный горизонт.
Совокупность почвенных горизонтов называется почвенным профилем. Это вертикальный разрез почвы от ее поверхности до материнской породы, где прослеживаются сформировавшиеся в почвообразовательном процессе взаимосвязанные почвенные горизонты. Мощность почвенного профиля – от нескольких сантиметров в горах, десятков сантиметров в полярных и пустынных областях и до 2-3 м во влажных лесах.
Механический состав почвы– это соотношение в почве твердых минеральных частиц различного размера. По сочетанию песчаных и глинистых частиц почвы делятся наглинистые, суглинистые, супесчаные и песчаные. Важную роль играют в почве минеральные соли, содержащие азот, фосфор, серу, хлор, кальций, калий, магний и др. Есть в почве и почвенная вода или растворы, содержащие газы, минеральные и органические вещества. В почве также есть и газовая часть – почвенный воздух, заполняющий все пустоты и трещины. Важным компонентом почвы, играющим огромную роль, являются микроорганизмы.
Структура почвы– это ее способность распадаться на комочки различных размеров и форм. Это очень важное для развития растений свойство почвы. Хорошо разрыхлённые корнями растений и различными роющими животными почвы имеют комковатую или зернистую структуру. Такие почвы называютсяструктурными.Верхний перегнойный слой их состоит из комков диаметром до 10 мм. Они склеены гумусом и поэтому прочны. Структурные почвы очень плодородны.
Почвы, состоящие из мелких пылеватых частиц, называются бесструктурными.Впитывая воду, такие почвы превращаются в сплошную вязкую, липкую массу. Это препятствует проникновению воздуха и влаги к корням растений и задерживает их рост. Это особенно свойственно глинистым почвам. В бесструктурных почвах может происходить оглеение, то есть образование в почвах глея, глеевого горизонта, который слабо пропускает воду и воздух. Глей имеет голубовато-сизую или сизо-ржавую окраску, которая вызывается присутствием оксида двухвалентного железа,FeO; он образуется при переувлажнении почв, отсутствии их промывания, например, в условиях многолетней мерзлоты; при недостатке кислорода, с преобладанием восстановительных реакций. Оглеение почв ухудшает их плодородие.
Разрушение почв.Ветровая и водная эрозияспособствует разрушению почв, уничтожая самый плодородный ее слой. Возникает эрозия почв в результате бессистемной эксплуатации земельных ресурсов. Эрозия почв бывает естественной и антропогенной, то есть обусловленной деятельностью человека. Естественная эрозия протекает повсеместно и в основном вызывается деятельностью текущей воды и ветра. Антропогенная эрозия возникает вследствие неправильной распашки почв, когда уничтожается дернина и обнажается легкоразмываемый почвенный горизонт перегноя. Он размывается весной талыми водами, когда почва еще не защищена всходами растений; разновидностью антропогенной является пастбищная эрозия, которая может быть вызвана неумеренным выпасом скота. В результате антропогенной почв образуются овраги, балки, которые наносят ущерб сельскому хозяйству, снижают площадь пахотных земель и снижают уровень грунтовых вод, что неизбежно скажется на растительном покрове.
Эрозия почв затронула практически все земледельческие районы мира: США, Канаду, страны Средиземноморья, Ближнего Востока, Средней и Южной Азии, Китай, Австралию, степные и лесостепные районы России, Украины, Казахстана.
Борьба с эрозией почв может быть разнообразной: безотвальная вспашка, вспашка поперек склонов, севооборот, укрепление склонов оврагов. Наиболее эффективной мерой являются лесонасаждения, которые препятствуют расширению оврагов, поднимают грунтовые воды, способствуют снегозадержанию, задержанию дождевых и талых вод. Охрана почв включает в себя борьбу не только с эрозией, но и с заболачиванием, засолением почв, а также рекультивацию земель – восстановление ландшафтов, нарушенных деятельностью человека.
Типы почв. Первая классификация почв была составлена в 1886 году В.В. Докучаевым, русским почвоведом, который выделил 10 основных типов почв. В дальнейшем классификация становилась более сложной и подробной. Наиболее распространены сейчасзональные типы почв, образующие вместе с растительностью и другими компонентами ландшафта природные зоны. Некоторые типы почв не образуют зон, что связано с местными условиями рельефа и увлажнения, например, солончаки, солонцы.
Главными зональными типами почв являются:
Тундрово-глеевые почвы. Расположены они втундровой зонеи формируются в условиях постоянного переувлажнения при невысоких температурах короткого лета. Почвенный профиль этих почв развит слабо, его мощность всего 10-12 см., гумусовый горизонт маломощен, с плохо разложившимися органическими остатками. Для этих почв характерно явление оглеения.
Подзолистые почвы. Они расположены взоне тайги. Формирование почв этого типа происходит в условиях континентального и умеренно континентального климата, при избыточном увлажнении и постоянном промыве просачивающимися водами. Подзолистые почвы содержат мало гумуса и требуют внесения удобрений.
Дерново-подзолистые почвыявляются зональным типомсмешанных лесов, где в лесной подстилке больше трав, гумусовый слой развит лучше и образуются.
Бурые лесные почвы. Эти почвы залегают взоне широколиственных лесов. Формируются они в условиях умеренно теплого влажного климата. Гумусовый горизонт содержит 3-7% гумуса. Бурые лесные почвы обладают хорошей структурой. Многие сельскохозяйственные угодья расположены на этих почвах.
Коричневые почвы. Эти почвы расположены в зоне лесов субтропических районов и формируются в условиях сезонно-влажного климата (средиземноморского или муссонного). Обычно эти почвы глинистые, в их почвенном профиле нижняя часть гумусового горизонта уплотнена. Коричневые почвы содержат до 9% гумуса. Как правило, территории, где залегают эти почвы, используются под виноградники или сады.
Черноземы.Это почвылесостепей и степейумеренного пояса. Они содержат самое большое количество гумуса (свыше 9%), поэтому почвы имеют интенсивно черный или буро-черный цвет. Мощность гумусового слоя в почвенном горизонте достигает 120 см. Формирование этих почв происходит в условиях теплого, относительно сухого климата, поэтому при обеспечении полей влагой, при достаточном количестве тепла, на сельскохозяйственных землях выращивают пшеницу, кукурузу, подсолнечник, сахарную свеклу.
Каштановые почвы.Это почвысухих степей и полупустынь. Формирование этих почв происходит при большом дефиците влаги. В почвенном горизонте гумусовый слой менее мощный, чем у черноземов, содержание гумуса от 2 до 5%, поэтому эти почвы имеют более светлую окраску, чем черноземы. Запасы органического вещества пополняются за счет обильного травяного покрова, который развивается в течение короткого времени, когда в почве достаточно влаги после зимы. При хорошем увлажнении эти почвы могут быть плодородны.
Бурые и серо-бурые полупустынные почвы. Это почвы засушливых районов –полупустынь и пустынь. Цвет этих почв зависит от содержания в них оксидов железа. Содержание гумуса в них очень низкое, поэтому эти почвы не плодородны. Для бурых и серо-бурых почв характерно засоление горизонтов.
Сероземы.Это также почвыполупустынных и пустынных районов,но формируются они на равнинах, сложенных лёссовыми породами. Сероземы, бурые и серо-бурые почвы занимают самую большую площадь на земном шаре по сравнению с другими почвами. Сероземы содержат гумуса от 1% до 4% . С глубины 150-200 см эти почвы содержат легкорастворимые соли, а материнская порода нередко содержит гипс. В целом сероземы обладают хорошей водопроницаемостью и при хорошем орошении могут быть плодородны.
Желтоземы.Это почвылесов влажных субтропиков, которые содержат мало железа. Формируются эти почвы при сильном увлажнении, но гумуса содержат очень мало, поэтому бедны питательными веществами. В основном желтоземы используются под субтропические культуры
Красноземы.Это почвылесов влажных субтропиков и тропических саванн. Формируются эти почвы в условиях промывания на породах, богатых железом, что обуславливает их яркую красноватую окраску. Гумуса в верхних слоях красноземов содержится до 9%, но почвы бедны фосфором, калием, азотом. Красноземы на горных склонах подвергаются сильной эрозии.Hа этих почвах выращивают чай, цитрусовые и другие субтропические культуры. В саваннах под мощным травянистым покровом формируется сходный тип почв –красно-бурые.
Красные и желтые ферралитные.Ферралитные, или латеритные почвы, – это почвыэкваториальных и влажных тропических лесов. Их формирование происходит на корах выветривания в результате разрушения почти все первичных минералов (за исключением кварца). При этом образуется латеритная, или ферралитная, кора выветривания, тяжелая, глинистая, красного цвета, иногда с желтыми пятнами. Она содержит большой процент оксидов железа и алюминия.
Азональные почвы распространены в пределах всех или нескольких природных зон. К ним относятсяторфяно-болотные почвы;аллювиальные почвы(на поймах рек),засоленные почвы (солонцы, солончаки, солоди).