Основы географии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятие географической оболочки и ее границы

географический оболочка круговорот зональность

Географическая оболочка - единая материальная система, в пределах которой взаимодействуют и взаимопроникают литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. В нее входит верхняя часть литосферы, нижняя - атмосферы, вся атмосфера и вся гидросфера. Мощность ГО около 50 км.

Границы ГО четко неопределенны. За верхнюю границу ученые принимают озоновый экран в атмосфере, за пределы которого не выходит жизнь на нашей планете. Нижняя граница чаще всего проводится в литосфере на глубинах не более 1000 м. это верхняя часть земной коры, которая образована под совместным воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов. Если говорить о нижней части ГО в моровом океане, то ее граница будет проходить по океаническому дну.

В результате взаимодействия в ГО развиваются некоторые процессы:

o преобразование солнечной энергии в растениях.

o пребывание веществ в трех агрегатных состояниях

o наличие органических веществ и жизни.

Автор термина ГО - Броунер. В ГО проходит три этапа эволюции: неорганический, биосферный, антропосферный.

Свойства ГО: целостность означает, что все компоненты географической среды тесно связаны друг с другом и изменение одного из них ведет к изменению остальных.

Ритмичность, повторяемость сходных явлений во времени (смена дня и ночи, фотосинтез, процессы выветривания, сезонная ритмика).

Зональность, изменение всех компонентов ГО от экватора к полюсам.

Азональность (высотная поясность).

Круговорот веществ и энергии, вносят изменения в процессы жизнедеятельности.

Полярная ассиметрия.

Структура ГО горизонтальная: проводится в зависимости от эндо - экзогенных процессов (выделяются климатические зоны и пояса).

2. Этапы эволюции географической оболочки

Естественные изменения в ГО происходили всегда. Но с ростом населения земли и - развитием общества естественный ход процессов, протекающих в природных комплексах, все больше нарушается, становится иным и все чаще вызывает нежелательные последствия. Современная ГО - результат ее длительного развития, в процессе которого она непрерывно усложнялась.

Ученые выделяют три этапа ее развития.

I этап - добиогенный продолжался 3 млрд. лет. Во время этого периода существовали только простейшие животные, которые принимали слабое участие в развитии и формировали ГО Земли. Атмосфера во время этого периода отличалась низким содержанием свободного кислорода и высоким углекислого газа.

II этап биогенный - продолжался около 570 млрд. лет. Для этого этапа характерна ведущая роль живых существ в развития и формирования ГО. Живые существа оказывали большое влияние на все природные компоненты. Происходило накопление горных пород органического, изменился состав воды и атмосферы, повышалось содержание кислорода, уменьшалось содержание углекислого газа. В конце этапа появился человек.

III этап - современный, начался 40 тыс. лет назад. Характеризуется тем, что человек начинает активное влияние на разные части ГО. Поэтому именно от человека зависит, будет ли она существовать т.к. человек на Земле не может жить и развиваться изолированно от нее.

3. Большой геологический круговорот веществ. Малый биологический (географический) круговорот веществ

Большой геологический круговорот веществ обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергий Земли и осуществляет перераспределение веществ между биосферой и более глубокими горизонтами Земли. Осадочные горные породы погружаются в зону высоких температур и давления в подвижных зонах земной коры. Там они переплавляются и образуют магму - источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы.

Большой круговорот включает также и круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу. Влага, испарившаяся с поверхности с поверхности мирового океана, переносится на сушу, куда выпадает в виде осадков, которые вновь в океан в виде поверхностного стока и подземного. Круговорот воды происходит и по более простой схеме: испарение влаги с поверхности океана - конденсация водяного пара - выпадение осадков на поверхность океана. В круговороте воды ежедневно участвует более 500 тыс. куб. км. воды. Весь запас воды на Земле распадается и восстанавливается за 2 млн. лет.

Малый круговорот веществ (биогеохимический) совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его заключается в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. Этот круговорот для жизни биосферы - главный и является продолжением самой жизни. Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество поддерживает жизнь на нашей планете, обеспечивая биогеохимический круговорот веществ. Главным источником энергии круговорота является солнечный свет, который обеспечивает фотосинтез.

Суть биогеохимического цикла заключается в том, что химические элементы, поглощенные организмом, в последствии его покидают и уходят в абиотическую среду, через некоторое время они вновь попадают в живой организм. В биогеохимических круговоротах принято различать резервный фонд, или вещества, несвязанные с организмами; обменный фонд, обусловленный прямым обменом биогенными веществами между организмами и их непосредственным окружением. Если же рассматривать биосферу в целом, то можно выделить круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере и осадочный цикл с резервным фондом в земной коре в геологическом круговороте.

Круговороты целом обеспечивают выполнение следующих важнейших функций живого вещества в биосфере:

o Газовую: продукт разложения отмершей органики.

o Концентрационную: организмы накапливают многие химические элементы.

o Окислительно-восстановительную: организмы обитающие в водоемах, регулируют кислотный режим.

o Биохимическую: размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества

o Биогеохимическую деятельность человека: вовлечение природных веществ для хозяйственный и бытовых нужд человека.

Единственным на Земле процессом, который не расходует, а накапливает солнечную энергию - это создание органического вещества в результате фотосинтеза. В связывании и запасании солнечной энергии и заключается основная планетарная функция живого вещества на Земле. Наиболее важными биогенными веществами является углерод, азот, кислород, фосфор, сера.

4. Географические пояса, зоны и сектора. Полярная асимметрия

Географические пояса - самая крупная территориальная единица широтно-зонального деления ГО, характеризующаяся общностью термических условий.

Широтное расположение географических поясов определяется главным образом изменением количества солнечной радиации от экватора к полюсам Земли. Географические пояса отличаются друг от друга температурными характеристиками, а также общими особенностями циркуляции атмосферы. На суше выделяют следующие географические пояса: экваториальный; субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный в каждом полушарии; субантарктический и антарктический. Из-за различного соотношения тепла и влаги внутри поясов выделяют географические зоны и подзоны.

Природные зоны - крупные части географических поясов, закономерно сменяющиеся от экватора к полюсам и от океанов в глубь континентов. Положение физико-географических зон определяется главным образом особенностями соотношения тепла и влаги. Зоны обладают известной общностью почв, растительности и других компонентов природной среды (напр., зоны степей, зоны саванн). Природные зоны выражены как на суше, так и в океане, где проявляются менее отчетливо.

Природные зоны вытянуты в виде широких полос с запада на восток. Между ними нет четких границ, они плавно переходят из одной зоны в другую. Широтное расположение природных Зон нарушается неравномерным распределением суши и океанов, рельефом, удаленности от океанов.

Сектора - учитывается общая циркуляция атмосферы, управляющая переносом влаги. Выделяется три сектора: два океанических и континентальный. В холодном поясе секторы не выделяют, т.к. морская и континентальная области не имеют резких различий. По классификации А.Г. Исаченко целесообразно выделение пяти секторов: западный приокеанический, восточный приокеанический, слабо- и умеренно континентальный, континентальный, резко континентальный.

Полярная асимметрия выражается, в частности, в том, что Северное полушарие более материковое, чем Южное (39 и 19% площади суши). Кроме того, различаются географическая зональность высоких широт Северного и Южного полушарий и распространение организмов. Например, в Южном полушарии нет именно тех географических зон, которые занимают самые большие пространства на материках в Северном полушарии. На пространствах суши и океана в Северном и Южном полушариях обитают разные группы животных и птиц: для высоких широт Северного полушария характерен белый медведь, а для высоких широт Южного полушария - пингвин.

Ряд признаков полярной асимметрии: все зоны (горизонтальные и высотные) сдвинуты к северу в среднем на 10°. Например, пустынный пояс расположен в Южном полушарии ближе к экватору (22° ю.ш.), чем в Северном полушарии (37° с.ш.); антициклональный пояс высокого давления в Южном полушарии расположен на 10° ближе к экватору, чем в Северном полушарии (25 и 35°); большая часть теплых океанических вод направляется из экваториальных широт в Северное, а не в Южное полушарие, поэтому в средних и высоких широтах климат Северного полушария теплее, чем Южного.

5. Периодический закон географической зональности. Радиационный индекс сухости

Зональность - изменение природных компонентов и процессов от экватора к полюсам (зависит от шарообразности формы Земли, угла наклона земной оси к плоскости эклиптики (орбитальное вращение), размера Земли, расстояния Земли от Солнца).

Впервые термин ввел Гумбольд в начале 18 века. Основоположник учения о зональности Докучаев.

По Докучаеву проявление зональности в: земная кора, вода, воздух, растительность, почвы, животный мир.

Периодический закон географической зональности - это наличие однотипных ландшафтных зон в разных поясах связанное с повторением одинаковых соотношений тепла и влаги. Этот закон сформировали А.А. Григорьев и М.И. Будыко.

Согласно периодическому закону географической зональности в основе деления географической оболочки лежат: 1) количество поглощаемой солнечной энергии; 2) количество поступающей влаги; 3) соотношение тепла и влаги.

Климатические условия географических поясов и зон можно оценить с помощью показателей: коэффициента увлажнения Высоцкого-Иванова и радиационного индекса сухости Будыко. Значение показателей определяют характер увлажненности ландшафтов: аридный (засушливый) и гумидный (влажный).

Последняя величина, радиационный индекс сухости, колеблется от О до 5, трижды между полюсом и экватором проходя через значения, близкие к единице: в зонах лиственных лесов умеренного пояса, дождевых лесов субтропического пояса и экваториальных лесов, переходящих в светлые тропические леса.

Три периода радиационного индекса сухости имеют свои отличия. Вследствие возрастания в направлении экватора абсолютная величин радиационного баланса и осадков, каждое прохождение индекса сухости через единицу происходит при всё более высоком притоке тепла и влаги. Это приводит к увеличению от высоких широт к низким интенсивности природных процессов и особенно продуктивности органического мира.

Значение показателей могут повторяться в зонах, относящихся к разным географическим поясам. При этом величина коэффициента увлажнения определяет тип ландшафтной зоны, а величина радиационного индекса сухости конкретный характер и облик зоны.

Радиационный индекс сухости - показатель степени засушливости климата, разработанный отечественными учёными А.А. Григорьевым и М.И. Будыко в середине ХХ в. Радиационный индекс сухости рассчитывается по формуле:

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

L - скрытая теплота испарения в ккал/г,

r - сумма осадков в г/см² за год.

Числитель в данной формуле - это количество тепла, которое в конечном итоге получает земная поверхность и которое расходуется на прогрев атмосферного воздуха.

Знаменатель - сумма осадков (r) выражает влагообеспеченность территории. Влага, выпавшая в виде атмосферных осадков, испарятся лишь частично. Сколько именно влаги испарилось с земной поверхности можно оценить количеством солнечного тепла, затрачиваемого на испарение (количеством скрытой теплоты испарения). Поэтому знаменатель формулы состоит из произведения величины скрытой теплоты испарения на величину годового количества осадков.

При радиационном индексе сухости 0,8-1,0 тепла хватает на испарение большей части осадков, наблюдается умеренный сток, достаточное увлажнение и хорошая аэрация почвы, интенсивное выветривание и в целом наилучшие условия для развития органического мира, в частности - лесов.

При радиационном индексе сухости менее 0,8 увлажнение избыточно, тепла не хватает для испарения осадков, происходит заболачивание.

При радиационном индексе сухости более 1,0 увлажнение недостаточно, влага испаряется почти полностью и избыточное тепло тратится на перегрев почвы и атмосферы. В обоих крайних случаях органический мир угнетается.

Величина радиационном индексе сухости менее 0,3 соответствует зоне тундры, 0,3 -1,0 - лесной зоне, 1,0-2.0 - степи, 2,0 - 3,0 - полупустыне, более 3,0 - пустыне.

6. Физико-географические следствия взаимодействия океанов и материков

Взаимодействие материков и океанов обуславливается:

1. особенностями циркуляции атмосферы (у нас преобладает западный перенос воздушных масс). Пассаты в низких широтах между тропиками и экваторам. Муссоны дуют на восточном побережье материка.

2. Температура. Океаны сглаживают температуры на материках. Материки влияют на испарение.

3. Течения. Повторяют движение ветров. Самые распространенные течения - дрейфовые.

4. Соленость воды. Она везде неодинакова.

7. Понятие ноосферы В.И. Вернадского

Ноосфера - это современная биосфера, частью которой является человечество. Прослеживая развитие биосферы, обретающее геологическую мощь воздействие человека на биосферу, В.И. Вернадский формирует учение о ноосфере как особом периоде в развитии планеты и окружающего космического пространства. Становление ноосферы определяется социально-природной деятельностью человека, его трудом и знаниями, т.е. тем, что относится к космопланетарному измерению человека.

Ноосфера - это новое, эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится, решающим фактором ее развития. В.И. Вернадский был убежден, в том, что наша планета вступает в новую стадию своего развития, на которой определяющую роль будет играть человек разумный как сила невиданного масштаба. Гигантская геологическая деятельность человечества выражается в том, что сейчас нет такого быстротекущего геологического процесса, с которым можно было бы сравнить мощь человечества, вооруженного огромным арсеналом всяческих воздействий на природу, в том числе и фантастических, по мощности разрушительных сил.

Под ноосферой мы понимаем высшую стадию биосферы, связанную с возникновением и развитием человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов на Земле и в околоземном пространстве, изменяя их своей деятельностью.

В работах В.И. Вернадского можно встретить разные определения и представления о ноосфере, которые менялись на протяжении жизни ученого. В.И. Вернадский начал развивать данную концепцию с начала 30-х годов после разработки учения о биосфере. Осознавая огромную роль и значение человека в жизни и преобразовании планеты, русский ученый употреблял понятие «ноосфера» в разных смыслах:

1) как состояние планеты, когда человек становится крупнейшей преобразующей геологической силой;

2) как область активного проявления научной мысли как главного фактора перестройки и изменения биосферы.

Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры». Сам Вернадский говорил о ней то, как о реальности будущего, то, как о действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил масштабами геологического времени.

Понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:

1. ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;

2. ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

По мнению В.И. Вернадского, ноосфера только-только создается, возникает в результате реального, вещественного преобразования человеком геологии Земли усилиями мысли и труда.

Мы подходим к новой эре в жизни человечества и жизни на нашей планете вообще, когда точная наука как планетная сила выступает на первый план, проникая и изменяя всю духовную среду человеческих обществ, когда ею охватываются и изменяются техника жизни, художественное творчество, философская мысль, религиозная жизнь. Это явилось неизбежным следствием - впервые на нашей планете - захвата все растущими человеческими обществами, как единого целого, всей поверхности Земли, превращения с помощью направляемого разума человека биосферы в ноосферу.

Таковы объективные основы и последствия ноосферной глобализации по Вернадскому и ее кардинальное отличие от нынешней модели глобализации, осуществляемой в интересах государств и ведущей к дальнейшему разрушению природной среды и экокатастрофе.

Согласно теории Вернадского, человек, охватив научной мыслью всю планету, стремится двигаться в направлении постижения Божественных законов. В центре внимания Вернадского - биосфера и ноосфера Земли. Биосфера как совокупная оболочка Земли пронизана жизнью (сфера жизни), закономерно под воздействием деятельности человеческого общества переходит в ноосферу - новое состояние биосферы, которое несет в себе результаты человеческого труда.

Итак, Вернадский исходит из того, что исходным пунктом в познании Вселенной является человек, поскольку возникновение человека связано с главным процессом эволюции космического вещества. Описывая наступающую эпоху разума на энергетическом уровне, Вернадский указывает на эволюционный переход от геохимических процессов к биохимическим, и, наконец, к энергии мысли.

На определенном этапе своего развития биосфера, перерабатываемая научной мыслью человека, превращается в ноосферу, область человеческой культуры, тесно связанную с научным знанием. Порождение космических сил, ноосфера лежит вне космических просторов, где она теряется как бесконечное малое, и вне области микромира, где она отсутствует, как бесконечно большое.

Вернадский воспринимает ноосферу как неэнтропийный фактор. Снижение скорости процесса энтропии происходит за счет создания системы биосферы и перехода ее во все более самоорганизующуюся систему ноосферы. Именно ноосфера придает космосу идею, смысл и цель.

Таким образом, прорыв научной мысли подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные корни.

Размещено на Allbest.ru