4. Закон географической зональности и его сущность

Зональность географическая - закономерность дифференциации географической оболочки Земли, проявляющаяся в последовательной и определённой смене географических поясов и зон, обусловленной, в первую очередь, изменениями количества лучистой энергии Солнца, падающей на поверхность Земли. В зависимости от географической широты, зональность присуща большинству компонентов и процессов природных территориальных комплексов - климатическим, гидрологическим, геохимическим и геоморфологических процессам, почвенному и растительному покрову и животному миру, отчасти образованию осадочных пород. Уменьшение угла падения солнечных лучей от экватора к полюсам вызывает выделение широтных радиационных поясов - жаркого, двух умеренных и двуххолодных. Формирование аналогичных тепловых и тем более климатических и географических поясов связано уже со свойствами и циркуляцией атмосферы, на которые большое влияние оказывает распределение суши и океанов (причины последнего - азональны). Дифференциация собственно природных зон на суше зависит от соотношения тепла и влаги, изменяющегося не только по широте, но и от побережий в глубь материков (закономерность секторности), поэтому можно говорить о горизонтальной зональности, частным проявлением которой является широтная зональность. Каждому географическому поясу и сектору присущ свой набор (спектр) зон и их последовательность. Зональность проявляется и в закономерной смене высотных зон, или поясов, в горах, что также первоначально обусловлено азональным фактором - рельефом, однако и определенные спектры высотных зон свойственны определенных поясам и секторам. Зональность как горизонтальная, так и глубинная выражена и на океанах (последовательность изменения температуры, солёности, биокомпонентов и т.п.), на которые распространяются географические пояса.

Изменение природных зон в горах называется высотной поясностью.

На Земле выделяются:

1) зоны арктических и антарктических пустынь, расположенные в полярных районах Земли, они получают минимальное количество тепла, поэтому условия жизни крайне суровые, растений мало из за недостатка тепла и неразвитого почвенного покрова, животный мир представлен теплокровными птицами и зверями, пищевые цепи начинаются в океане, поэтому полярная фауна сконцентрирована в узкой полосе незамерзающих участков;

2) зона тундры, расположенная в северном полушарии на побережье Гренландии, Северной Америки и Евразии между океаном и тайгой, с продолжительной суровой зимой и коротким (несколько недель) летом, почва оттаивает летом только с поверхности, она пропитана водой и кислая от обилия перегноя, в таких условиях произрастают только неприхотливые мхи, мелкие травы и кустарнички, животный мир более разнообразный: за счёт огромного количества комаров, летом в тундру прилетают разнообразные пернатые, на недолговечные пастбища откочёвывают из тайги стада северных оленей, следом идут охотящиеся на них волки, но и зимой тундра не безжизненна, растения укрыты теплозащитным слоем снега, ни морозы, ни пронизывающие ветры им не страшны, там же под снегом находят убежище и полярные куропатки, и полярные зайцы, и многочисленные лемменги, а так же и хищники: полярная сова, кречет и песец;

3) зона лесотундры - переходная зона, от тундры к тайге, по берегам рек в типичный тундровый ландшафт вклиниваются небольшие участки хвойного криволесья, при продвижении на юг с увеличением количества тепла лесные участки становятся более обширными, сменяя тундровую флору и фауну на типичную таёжную;

4) зона лесов - самая северная зона лесов представлена тайгой, это хвойные леса, они тянутся широким поясом по северу Северной Америки и Евразии, они представлены вечнозелёными породами, которые более приспособлены к достаточно суровым климатическим условиям - ветви у них устроены таким образом, что снег соскальзывает с них не накапливаясь и не ломая их, южнее узкой полосой смешанных лесов, тайга переходит в зону широколиственных лесов, листопадные деревья зимой находятся в состоянии покоя, что помогает им перенести холодный период. Лес очень сложная экосистема: грибы и бактерии разлагают опад, превращая его в перегной, на лесной почве постоянно лежит как бы плоская компостная куча, которая с помощью огромного количества насекомых и дождевых червей преображается в почву. Широколиственные леса переходят в вечнозелёные леса (жестколистных средиземноморских и влажных), эти леса размещаются на побережьях материков в пределах субтропического климатического пояса;

5) зона степей - в условиях умеренного пояса при недостатке увлажнения центральных районах материков, образуются особые безлесные ландшафты представленные злаковой растительностью: североамериканские прерии, евроазиатские степи, южноамериканские пампасы;

6) зона полупустынь и пустынь - территории, получающие в год менее 250 мм атмосферных осадков, это места не столько жаркие сколько сухие. В Евразии и Северной Америки эти зоны расположены в глубине материков или в пределах тропического климатического пояса, тропические пустыни Африки и Австралии занимают огромные территории;

7) зона саванн - "травяные" моря сменяют "безрадостные" пустыни, испытывая засушливые периоды на этих территориях в основном преобладает травянистая растительность, это царство травоядных, огромные стада копытных кочуют за сезонными дождями, а те немногочисленные деревья, которые растут в этой зоне могут запасать влагу (бутылочные деревья, баобабы и др.);

8) зона тропических дождевых лесов - располагается в районе экватора в Центральной Африке, Южной Америке и Юго-Восточной Азии. Здесь самое высокое разнообразие животных и растений: на 1 га насчитывается до 200 пород деревьев и более 60 тыс. видов только насекомых и пауков. Погода здесь всегда одинакова: температура не ниже +24°С и частые дожди, дающие в год около 2300 мм осадков, такие условия идеальны для растений, которые развиваются непрерывно. Чуть дальше от экватора дождевые леса сменяются муссонными лесами - с дождливым летом и сравнительно сухой зимой.

Строение атмосферы Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — 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 2000—3000 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха в атмосфере — (5,1—5,3)×10¹⁸ кг.

Атмосфера Земли возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она формировалась и за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.

В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2). Больше всего в ней азота — 78% и кислорода — 21 %. Аргон составляет менее 1 % и 0,03% — углекислый газ. Другие многочисленные газы, например криптон, ксенон, неон, гелий, водород, озон и прочие, составляют тысячные и миллионные доли процента. Воздух содержит также водяной пар, частички различных веществ, бактерии, пыльцу и космическую пыль.

Строение: 1) 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. 2) Тропопауза. Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.3) Стратосфера. Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. 4) Стратопауза. Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C). 5) Мезосфера. Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы. 6) Мезопауза. Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C). 7) Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности происходит заметное уменьшение размеров этого слоя. 8) Термопауза. Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой. 9) Экзосфера. Зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Виды подземных вод и условия их залегания.

Виды: 1). Грунт воды – первый от поверхности Земли водоносный горизонт; 2). Межпластовые воды – воды залегающие в толще горных пород. Делятся на: напорные (артезианские) и безнапорные; 3). Трещинные воды – в магматических породах назыв трещинно-жильные, в осадочных породах – тещино-пластовые; 4). Карстовые воды; 5). Подзем воды и льды зоны распространения многолет мерзлоты.

Условия залегания: 1.гр воды: Зона аэрации – верхний слой гор пород от земной поверхности до уровня гр вод. Здесь идут процессы просачивания воды, формирование почвенной влаги и верховодки – это временное скопление свободной гравитационной воды над линзами или прослоями слабопроницаемых гор пород. Зона насыщения – грунты полностью насыщенные водой, где непосредственно формируются гр воды. Граница м/у зоной аэрации и зоной насыщения назыв зеркалом или уровнем гр вод. Расстояние от уровня гр вод до днев поверхности назыв глубиной залегания гр вод. Расстояние от кровли водоупора до уровня гр вод назыв мощностью водоносного горизонта. Основные черты гр вод: залегают в близи поверхности земли в рыхлых отложениях; глубина залегания, температура, минирализация гр вод подвержены систематическим колебаниям в течение суток, сезона года ина протяжении многих лет; подзем сток обычно соответствует рельефу поверхности Земли и направлен от водораздела к речным долинам; режим гр вод, прсачивание и боковой приток тесно связаны с климатом, рельефом и поверхностными водами. 2. межпластовые воды: межпластовые безнапорные воды – воды залегающие м/у двумя водоупорными горизонтами, дренируемые эрозионной сетью. Напорные (артезианские) подзем воды – все напорные воды. Особенности артезиан вод: приурочены как правило к отрицательным геологическим структурам; область питания и область распространения артез вод как правило не совпадают и удалены др от др иногда на значимые расстояния; режим артез вод характеризуется относительным потсоянством; по своему хим составу артез воды у поверхности пресные, на больших глубинах соленые. 3. Трещинные воды – воды содержащиеся в трещинах и в небольших пустотаг гор пород. Трещ воды м/б как напорными так и безнапорными, обладающие разными соленостью и хим составом, в зависимости от слагающих гор пород. 4. карстовые воды: воды приуроченные к подзем каналам и пустотам, образующиеся в результате выщелачивания или растворения осадочных гор пород. Особенности: пресные безнапорные воды грунтового типа тесно связаны с поверхностными водотоками, следствие – сильно загрязнены; режим вод крайне не устойчив, характерно резкое колебание уровня и расхода воды, связано с режимом выпадения осадков, часто реки карстовых областей появляются в виде мощных подзем источноков. 5. воды зоны многолет мерзлоты: выделяют: 1) надмерзлотные – воды сезонно протаивающего слоя, вызывают сплошное заболачивание т.к. оставшийся лед выступает в качестве водоупора; 2) часто в мерзлотных породах встречаются горизонты с оттаившим грунтом, которым приурочены межмерзлотные воды; 3) подмерзлотные воды – воды артез бассейнов, залегающие под многолетней мерзлотой. В многолетних мерзлотах достаточно частот встречаются талиги, на которых многолетняя мерзлота отсутствует, циркуляция воды свободная.

Факторы формирования антропогенных ландшафтов.

Антропогенные ландшафты во многом отличаются от первичных, естественных. Для них характерна перестройка биологического круговорота, вводно-теплового режима, направления почвенных процессов, изменение численности и видов живых организмов. И, наконец, главные особенности антропогенных ландшафтов состоят в том, что все преобразования в них происходят гораздо быстрее, чем в девственной природе, и что они не обладают, как природные свойством саморазвития. Если произведенные в них человеком целенаправленные изменения не поддерживать, то антропогенные ландшафты сами по себе, как правило, не сохраняются. В течение столетий или тысячелетий следы антропогенности могут исчезнуть, и тогда первичный естественный ландшафт восстанавливается. Но часто изменения, вносимые человеком в природу, бывают практически необратимы. Развитие того или иного антропогенного ландшафта строго «контролируется» местными особенностями природы. При этом, однако, надо помнить, что комплекс природных ресурсов ландшафта только создает возможность для возникновения комплекса производственного; будет или не будет эта возможность реализована, определяется всегда и уровнем развития производственных сил, и характером производственных отношений – всей конкретной социально- экономической обстановкой.

Основные естественные условия развития ландшафтов – поясно-широтный приток тепла, общая циркуляция атмосферы, распределение суши и моря, геологический фундамент – пока не нарушаются в процессе антропогенных изменений, они еще не подвластны человеку.

Таким образом, антропогенными ландшафтами следует считать как заново созданные человеком ландшафты, так и все те природные комплексы, в которых коренному изменению под влиянием человека подвергся любой из их компонентов, в том числе растительность с животным миром.

По степени изменения природных ландшафтов хозяйственной деятельностью их можно подразделить на такие шесть основных групп:

* практически неизменённые: ледники, полярные, высокогорные и очень сухие пустыни, неэксплуатируемые леса и луга (в том числе заповедники) т.е. неосвоенные или сознательно сохраняемые человеком ландшафты.

* слабо изменённые, в которых основные природные связи не нарушены. Таковы рационально эксплуатируемые леса, естественные луга, пастбища, водоёмы и национальные парки.

* нарушенные – возникшие в результате длительного нерационального использования природных ресурсов.

* сильно нарушенные, возникшие по тем же причинам, что и ландшафты третьей группы и чаще всего в условиях неустойчивого равновесия природных процессов (вторичное засоление и заболачивание, подвижные пески, заброшенные горные выработки).

* преобразованные, или культурные – поля, сады, плантации многолетних культур, сеянные луга, лесонасаждения, природные лесопарки. В этих ландшафтах природные связи в той или иной степени целенаправленно изменены. Они постоянно поддерживаются путём культивации, мелиорации, химизации почвы, разведения полезных человеку растений и животных, создания полезащитных лесокустарниковых полос.

* искусственные ландшафты, созданные человеком на природной основе. Это города и сёла, промышленно – энергетические и транспортные узлы, горные разработки, сюда же относятся плотины, водохранилища.

На формирование антропогенного ландшафта влияют следующие факторы:

* продолжительность заселения ландшафта человеком;

* плотность населения в ландшафте;

* материально-энергетическая база производственных сил — техническая оснащенность человека машинами и энергоресурсами;

* фактор социально-экономического ландшафтообразующего процесса — направление изменения ландшафта, способы извлечения и использования ресурсов.

Циркуляция атмосферы…

Это система замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах полушарий или всего земного шара. Подобные течения приводят к переносу вещества и энергии в атмосфере как в широтном, так и в меридиональном направлениях, из-за чего являются важнейшим климатообразующим процессом, влияя на погоду в любом месте планеты. Основная причина циркуляции атмосферы — солнечная энергия и неравномерность её распределения на поверхности планеты, в результате чего различные участки почвы и воздуха имеют различную температуру и, соответственно, различное атмосферное давление (барический градиент). Кроме солнца на движение воздуха влияет вращение Земли вокруг своей оси и неоднородность её поверхности, что вызывает трение воздуха о почву и его увлечение.

Атмосфе́рный фронт- переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами. возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела. Основными атмосферными фронтами являются:арктические,полярные,тропические. Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности, причём холодный воздух лежит в виде очень пологого клина под тёплым. В горизонтальном направлении протяжённость фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали — около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли — порядка сотни километров, на высотах — несколько сотен километров. Фронтальные зоны характеризуются значительными изменениями температуры воздуха и влажности, направлений ветра вдоль горизонтальной поверхности, как на уровне Земли, так и выше. Хорошо выраженный фронт имеет высоту несколько километров, чаще всего — 3-5 км. С основными фронтами связаны продолжительные и обильные осадки; в системе вторичных фронтов процессы облакообразования выражены слабее, осадки кратковременны и не всегда достигают Земли.

Циклон- атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т. д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.

Антициклон — это атмосферная масса, вихревое движение воздуха с высоким давлением в центре, по часовой стрелке — в Северном полушарии, против часовой стрелки — в Южном. Ветер направлен от центра к периферии антициклона, то есть в направлении снижения давления воздуха. Признаки антициклона: Ясная или малооблачная погода;Отсутствие ветра;Отсутствие осадков;Устойчивый характер погоды

Факторы почвообразования

В.В.Докучаев выделил 5 основных факторов почвообразования:

1. Почвообразование породы (минеральных и химических свойств).

Почвообразующие породы имеют важное значение поскольку именно на них формируются почвы наследуются важные свойства: химический состав, минералогический состав, механический состав, реакция почвенной среды.

Основными преобразованиями почвообразования пород являются минералогический и химический состав. Минералогический состав - минералы в почвообразовании породах и почвах подразделяются на 2 группы первичные и вторичные.Первичные - это минералы магматического происхождения, перешедшие в почву физическим выветриванием. (Пример: кварц, шпаты, и др.). Они составляют основу почв от 70-90%. Вторичные минералы образуются из первичных в результате химических и биологических выветриваний. К вторичным минералам относятся соли. (Пример: галит-NaCl, сильвин-KCl, сильвинит). Вторичных минералов содержится не много 20-30%, но они содержат элементы питания и являются более ценные, чем первичные. Около 90 химических элементов почве в виде оксидов и солей, самыми распространенными являются: Кислород 49%, Кремний-33%, Алюминий-7,1%, Железо-3,8%, Углерод-2%, Кальций-1,37%

2. Растения и животные

Растительность-ведущий фактор почвообразования т.к. именно растения создают почву.

-.перекачивают своими корнями элементы питания из нижних горизонтов в верхнее. Корни могут углубляться 10-15 м. Все элементы питания выносятся на почву в виде опадов. Потом минерализуются.

-обогащают почву органическими остатками, которые затем превращаются в гумус.

-От характера растений зависит тип почвообразовательного процесса, и тип почвы пример: хвойный лес - подзолистые почвы.

Животные: жизнедеятельность 90% представителей животного мира связано с почвой или они живут в почве. Все животные оказывают положительное влияние на почву, но особенно простейшие, без позвоночные. Особая роль - земляные черви.

4 типа водного режима:

-промывной (осадки превышают испарение)

-непромывной (осадки = испарение)

-выпадной (осадков мало, испарение большое, способствует засолению почв)

-застойный (не зависит от количества выпавших и испарившихся осадков);отсутствие бокового стока;-наличие водоупорного горизонта(болото).

3.Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции склона, крутизны, высоты и оказывает влияние на водный тепловой питательный окислительно-восстановительный и солевой режимы почвы. Рельеф влияет на эволюцию почвообразования в процессе изменения. Наглядно видно на речных долинах.

4.Климат-фактор почвообразования, через поступление солнечной радиации обеспечивающей тепловой режим почвы, через увлажнение почвы, обеспечивает водный режим почвы. Через соотношение тепла и влаги, скорость и интенсивность биохимических реакций.

5.Возраст страны. Относительный возраст почвы называют скорость или интенсивность почвообразования, которая различна от окружающих условий. Фактор времени – процесс почвообразования длительный. Различают возраст абсолютный и относительный. Под абсолютным возрастом подразумевают время с начала момента почвообразования и до настоящего времени. По абсолютному возрасту почвы различаются есть почвы имеющие возраст 10 млн.лет. Есть молодые почвы по-100 лет (на поймах малых рек). Еще молодые почвы на стенках карьеров, на склонах оврагов. От возраста зависит мощность почвы, чем больше возраст, тем почва больше.

Возраст почвам Удмуртии от 6 до 8 тыс.лет

Возраст страны зависит от широты местности. На юге больше, на севере меньше. Самые молодые почвы в тундре, самые старые на юге. Зависит от биологической активности почвы. В зоне тундры почвообразование идет с очень низкой интенсивности.

6. Хозяйственная деятельность человека. Человек хочет улучшить плодородие почв. Эрозия почв и дефляция уничтожили более 2,5 млрд. га почвы. Каждый день изымается 100 га пашни из оборота. Культурные почвы отличаются повышенной мощностью, высоким содержанием гумуса. Культурные почвы имеют большой возраст.