Физическая география.

1. Задачи современной географии

1.1 Точное местоположение объектов различной природы,

1. 2 Изучение взаимодействия человека с природной средой,

1.3 Районирование, предполагающее выделение участков земной поверхности, которые по своим природным или экономическим особенностям отличаются от окружающей территории.

1.4 Выявление закономерностей размещения всего сущего на земле.

География -межпредметная синтетическая пограничная наука.

2. Географическая оболочка.

Географи́ческая оболо́чка — в российской географической науке под этим понимается целостная и непрерывная оболочка Земли, где её составные части: верхняя часть литосферы (земная кора), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера), гидросфера и биосфера) - а также антропосфера проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией.

Верхнюю границу географической оболочки проводят по стратопаузе, так как до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы; границу географической оболочки в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу географической оболочки принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10-11 км ниже уровня моря, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25-30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км. Географическая оболочка является объектом исследования географии и её отраслевых наук.

Земная кора — это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30-50 км на континентах.[1] Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.

Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.

Стратосфера

Верхняя граница — на высоте 50—55 км. Температура с ростом высоты возрастает до уровня около 0 °C. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже — и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км).

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара.Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Стратисфера — верхняя оболочка Земли толщиной до 20 км, имеющая слоистое строение и состоящая из осадочных и осадочно-вулканических пород.

Геосфера.

Геосфе́ры (от греч. гео — Земля, сфера — шар) — географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля[1].

Выделяются следующие геосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия и ядро Земли. Ядро Земли делится на внешнее ядро (жидкое) и центральное — субъядро (твёрдое).

Геосферы условно делятся на базовые или главные (литосфера, атмосфера и гидросфера и другие), а также относительно автономно развивающиеся вторичные геосферы: педосфера, антропосфера (Родоман Б. Б., 1979), социосфера (Ефремов Ю. К., 1961) и ноосфера (Вернадский В. И.). Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой. Криосфера характеризуется отрицательной или нулевой температурой, при которых вода, содержащаяся в парообразном, свободном или химически и физически связанном с другими компонентами виде, может существовать в твёрдой фазе (лёд, снег, иней и другие).

Статус геосферы им придаётся лишь исходя из значения в жизни человека на Земле, соизмеримого с ролью первичных геосфер.

Каждая из перечисленных выше геосфер изучается отдельной наукой или набором отдельных наук, изучающих каждую сферу на разных системных уровнях.

Первые предложения по сохранению единства знания о Земле и созданию обобщающей его науки прозвучали в виде синтетической концепции геосфер Э. Зюсса и в идее А. Геттнера. В России сторонником единой и общей географии был В. В. Докучаев.

По совокупности природных условий и процессов, протекающих в области соприкосновения и взаимодействия геосфер, выделяют специфические оболочки (например, географическую оболочку). Географическая оболочка было определена П. И. Броуновым в 1910 году, но затем по-разному определялась и ограничивалась А. А. Григорьевым, И. П. Герасимовым, И. М. Забелиным, С.В, Калесником, М. М. Ермолаевым, А. И. Рябчиковым и другими учёными.

В пределах географической оболочки сталкиваются и сложно взаимодействуют силы разного происхождения (в частности — солнечная энергия, энергия внутренних слоёв Земли, сила тяжести, движения воздушных, водных и литогенных потоков).

3.Геосистема,ее компоненты.Экосистема.

Геосистема (др.-греч. γε, - Земля и др.-греч. σύστημα, - целое, составленное из частей) — фундаментальная категория геоэкологии, обозначающая совокупность компонентов географической оболочки, объединённых потоками энергии и вещества. В целом, это понятие очень близко к понятию экосистемы или геобиоценоза.

Понятие «геосистема» в советскую науку ввёл академик Сочава. Поскольку практически все географические науки в той или иной степени занимаются вопросами взаимодействия компонентов природной среды, существует довольно много понятий, близких к понятию геосистемы.

Основатель геоэкологии Карл Тролль пользовался понятием экотопа[1], близким по сути в биогеоценозу.

Выделяют три уровня геосистем:

Глобальная геосистема (синоним географической оболочки).

Региональная геосистема представляет собой наиболее дробное подразделение географической оболочки, которое достаточно полно характеризует местные особенности структуры географической среды. По масштабу и конфигурации соответствует ландшафту;

Локальная геосистема, представляющие собой относительно недолговечный, быстро трансформирующиеся комплекс, внутри которого природные условия практически однородны. Соответствует физико-географической фации.

Экосистема.

Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма (от др.-греч. οἶκος — жилище, местопребывание и σύστημα — система) — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии. Пример экосистемы — пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрация растворенных газов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы — лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.

4.Природообустройство и его составляющие. Геосистемный подход к природообустройству.

Если понимать природу, как окружающую человека среду, то ее можно представить как географическую оболочку', состоящую из пяти компонентов:

1) массы твердой земной коры ;

2) массы вод во всех состояниях (жидкое, парообразное, твердое -лед);

3) воздушные массы;

4) почва;

5) биота или живые и мертвые организмы.

Природообустройство - согласование требований природопользователей и свойств природы, придание ее компонентам новых свойств, повышающих потребительскую стоимость или полезность компонентов природы.

Природообустройство в значительной мере выражается в улучшении (мелиорации) земель разного назначения: сельскохозяйственных, водного и лесного фондов, населенных пунктов, промышленности, транспорта, связи, земель рекреационного, оздоровительного, историко-культурного, научного, оборонного назначения.

Непременной составляющей природообустройства является восстановление свойств компонентов природы или даже самих компонентов после их использования: рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, в результате строительства и т.д.; восстановление растительного покрова: восстановление (возобновление) запасов и качества подземных и поверхностных вод и т.п.

Элементом природообустройства является защита от некоторых природных стихий: наводнений, подтоплений, оползней, суховеев.

И наконец, в сферу природообустройства должна входить защита компонентов природы от негативных последствий природопользования.

Таким образом, природообустройство - это особый вид деятельности, заключающийся в улучшении компонентов природы для повышения их потребительской стоимости, восстановлении нарушенных компонентов и защите их от негативных последствий природопользования.

Геосистемный подход к природообустройству.

Геосистемы (ландшафты) как объект природообустройства

Географам удалось в последние десятилетия построить довольно стройную теорию членения Земли на генетически однородные объекты разной крупности. С этой целью они ввели понятие геосистема - пространственно-временной комплекс (полная система!) всех компонентов природы, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое.

С этих позиций планета Земля представляется как уникальная геосистема -эпигеосфера, или глобальная геосистема, т.е. сфера взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы в масштабах планеты. В местах благоприятных сочетаний указанных компонентов в нее входит и очень специфическое природное тело - почва, как продукт эволюции наружных слоев литосферы под действием живых и мертвых организмов. Разработана иерархия геосистем. Так, на региональном уровне выделяют:

1) ландшафтные зоны;

2) ландшафтные страны;

3) ландшафтные области;

4) ландшафтные провинции;

5) ландшафтные округа;

6) ландшафты. На локальном уровне ландшафт делится на:

1) местности;

2) урочища;

3) фации.

Следовательно, вся суша представляется в виде совокупности ландшафтов. Под ландшафтом понимают генетически единую геосистему, однородную по зональным и азональным признакам и включающую специфический набор локальных геосистем: местностей, урочищ, фаций.

5.Иерархия геосистем.

Ландшафтная оболочка подчиняется закону иерархической организации слагающих ее частей. В ее структуре участвуют природные геосистемы различных пространственно-временных масштабов. От самых крупных и долговечных образований, таких как океаны и материки, до маленьких и очень изменчивых. Они объединяются в многоступенчатую систему таксонов, именуемую иерархией природных геосистем. Из признания факта соподчиненности разноранговых геосистем происходит методологическое правило триады, согласно которому каждая природная геосистема должна изучаться не только сам по себе, но и обязательно как распадающаяся на подчиненные структурные элементы и одновременно как часть вышестоящего природного единства.

Предложено несколько вариантов таксономической классификации природных геосистем.

Геосистемные уровни	Иерархические таксоны геосистем
Планетарный	Ландшафтная оболочка Географические пояса Континенты и океаны Субконтиненты
Региональный	Ф-г страны Ф-г области Ф-г провинции Ф-г районы Ландшафты
Локальный	Местности Урочища Подурочище (донный овраг в балке) Фации

6.Ландшафт.Локальные геосистемы, входящие в ландшафт.

Последовательно анализируя дифференциацию эпигеосферы на геосистемы все более и более низкого ранга, мы подходим к некоторому рубежу, за которым дальнейшие физико-географические различия уже невозможно объяснить действием универсальных зональных и азональных факторов. А между тем такие различия, прослеживаемые на расстоянии каких-нибудь сотен или даже десятков метров, могут оказаться весьма существенными. Примером, может служить ландшафтный профиль Г. Ф. Морозова, который мы уже рассматривали (рис. 1). В одних и тех же зональных условиях и на той же геологической структуре могут располагаться такие контрастные геосистемы, как сухие сосновые боры и болотные массивы, безводные песчаные гряды и буйные тугайные заросли и т. д. Очевидно, здесь мы сталкиваемся с принципиально иным, локальным типом географической дифференциации, который не связан ни с широтным распределением солнечного тепла, ни с континентально-океаническим переносом воздушных масс, ни с морфоструктурными различиями.

На переходе от региональной дифференциации к локальной расположена узловая ступень геосистемной иерархии, а именно ландшафт, который завершает систему физико-географических регионов и служит «точной отсчета» для анализа локальных географических закономерностей. Локальные различия обусловлены функционированием и развитием самого ландшафта, т. е. действием внутренних процессов, присущих различным ландшафтам, в особенности таких, как эрозионная и аккумулятивная деятельность текучих вод, работа ветра, жизнедеятельность растений и животных. Эти процессы формируют скульптуру земной поверхности, т. е. создают множество разнообразных мезо- и микроформ рельефа и в конечном счете элементарных участков, или местоположений, - вершин, склонов разной крутизны, формы и экспозиции, подножий, впадин и т. д.

При одних и тех же зональных и азональных условиях, т. е. в одном и том же ландшафте, может создаваться большая пестрота местоположений и происходит перераспределение солнечной радиации, влаги и минеральных веществ по этим местоположениям. В результате каждое местоположение будет характеризоваться своим микроклиматом, тепловым, водным и минеральным режимом. Например, в таежной зоне дневные температуры на северных склонах холмов или долин на несколько градусов ниже, чем на южных (и чем круче склоны, тем больше разница); впадины, как правило, холоднее, чем склоны. Из-за стекания атмосферных осадков по склонам понижения и впадины более увлажнены; ветер сдувает снег с наветренных склонов и переоткладывает его на подветренных. От мощности снега зависит глубина промерзания почвы, а продолжительность залегания снежного покрова влияет на длительность вегетационного периода. По действием склонового стока на вершинах и крутых склонах обнажаются коренные породы, а у подножий накапливается мелкозем.

Благодаря избирательной способности организмов к условиям среды биоценозы дифференцируются по местоположениям. На теплых склонах появляются сообщества, свойственные более южной ландшафтной зоне, а у сообществ одного типа на теплых и хорошо увлажненных местоположениях весь годовой цикл вегетации проходит в более короткие сроки и продуктивность вообще. Особенно большие локальные контрасты биоты связаны с перераспределением влаги в ландшафте по местоположениям.

В конечном итоге в результате взаимодействия биоценоза с абиотическими компонентами конкретного местоположения формируется элементарная геосистема - фация, которая рассматривается как последняя (предельная) ступень физико-географического деления территории.

В пределах каждого ландшафта локальные системы создают специфические территориальные сочетания, или морфологию ландшафта. В плане морфология ландшафта имеет вид характерного мозаичного рисунка, например в форме чередующихся полос грядовых и ложбинных комплексов, или дендритовидного узора, создаваемого овражно-балочным расчленением, или множества мелких либо крупных округлых пятен, соответствующих мерзлотно-просадочным, карстовым и другим образованиям, и т. д. В профиле же морфология ландшафта характеризуется сопряженными рядами фаций, связанными сквозными вещественно-энергетическими потоками, миграцией вещества от водораздельных местоположений к подножиям, впадинам, долинам.

Таким образом, ландшафт определяется как генетически единая геосистема, однородная (неделимая) по зональным и азональным признакам и заключающая в себе специфический набор сопряженных локальных геосистем. Отсюда однородность ландшафта - двояка: с региональной точки зрения - это одинаковость зонального и азонального «фона», а с морфологической - как однородное сочетание локальных геосистем.

У морфологических подразделений ландшафта существует своя иерархия. Наряду с элементарными единицами - фациями - различается ряд промежуточных морфологических ступеней, важнейшая из которых - урочище. Урочищем называется первичная группировка фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате. Наиболее отчетливо урочища выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием холмов и котловин, гряд и ложбин, оврагов и межовражных (плакорных) участков и т. п.

Все типичные свойства геосистем - их структура, функционирование, динамика, эволюция - наиболее полно раскрываются именно при изучении ландшафта. Познание механизма вертикальных и горизонтальных вещественно-энергетических потоков невозможно в рамках локальных геосистем, для этого надо принять в качестве объекта исследования весь их сопряженный ряд, а это возможно лишь при охвате всего ландшафта как целостной системы.

Значение ландшафта как основной географической единицы не только определяется теоретическим соображениями, но имеет и глубокий практический смысл. Каждый ландшафт - это своего рода эталон местной географической среды со специфическим сочетанием условий жизни людей и производственно-ресурсным потенциалом. Различия в природе отдельных ландшафтов отчетливо проявляются в их хозяйственной освоенности. Ландшафт служит основным объектом комплексной оценки с целью выяснения его пригодности для того или иного хозяйственного использования.

Каждый ландшафт индивидуален. Но это не значит, что в природе нельзя найти похожие ландшафты. Принципиальное качественное сходство тех или иных ландшафтов по происхождению, структуре, морфологии дает основания классифицировать их, т. е. объединять в виды классы, типы., в частности, по различным компонентам и набору урочищ и фаций. Классификация ландшафтов имеет большое научное и практическое значение. Сходные (однотипные или одновидовые) ландшафты обладают близкими условиями жизни и хозяйственной деятельности людей, аналогичным ресурсным потенциалом и требуют однотипных мероприятий по охране, мелиорации и рациональному использованию.

Итак, целостность географической оболочки Земли - эпигеосферы - геосистемы наивысшего ранга, четко определяется взаимообусловленностью ее компонентов, непрерывным вещественно-энергетическим обменом между ними, который по своей интенсивности значительно превосходит обмен между эпигеосферой в целом, с одной стороны, и открытым космосом и глубинными толщами планеты с другой.

В то же время, будучи открытой системой, эпигеосфера под воздействием внешних факторов развивалась и развивается по пути усложнения своей инфраструктуры, расчленяясь на региональные и локальные геосистемы. Постоянство воздействия внешних факторов, таких как ориентация Земли относительно Солнца и в системе Земля-Луна, взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы, обусловила зональный, секторный и азональный характер членения эпигеосферы, выразившийся в образовании иерахически упорядоченного и в пространстве и во времени ансамбля геосистем низких рангов. На вершине иерархической пирамиды региональных и локальных геосистем находятся ландшафтные зоны, проявление которых обусловлено широтной зональностью распределения солнечного тепла и влаги, и ландшафтные секторы, образующиеся в силу взаимодействия суши и океанов. Разнообразие структур земной коры и ее рельефа определяют существующую наряду с зональной азональную дифференциацию эпигеосферы, выражающуюся в системе ландшафтных стран. Соответственно говорят о существовании двух иерархических рядов геосистем - зональном и азональном, связанных между собой при этом взаимопереходами. При таком взгляде, на верхней ступени находятся ландшафтные зоны, ландшафтные страны и переходные между ними разности - зоны в узком смысле слова. На второй ступени находятся, соответственно, ландшафтные подзоны, ландшафтные области, и производные от них ландшафтные провинции и подпровинции. Оба иерархических ряда - зональный и азональный - полностью сходятся на третьей ступени, которую занимает ландшафт. Последний определяется как генетически единая геосистема, однородная (неделимая) по зональным и азональным признакам и заключающая в себе набор сопряженных локальных геосистем со своей иерархией, в которой следует выделить, прежде всего, урочище, состоящее уже из наиболее элементарных геосистем - фаций.