Особливості будови та життєдіяльності Павукоподібних

Павукоподібні тварини мають чотири пари ходильних ніг. Найвідоміші з них це павуки, скорпіони, кліщі. Більша частина їхніх видів заселяють суходіл, деякі вторинно перейшли до водного життя. Скорпіони (Scorpiones) заселяють більшість посушливих територій планети, лише невелика частина видів живе у тропічних регіонах. Перші древні скорпіони з’явилися на Землі приблизно 400 мільйонів років тому, і з тих часів їхній зовнішній вигляд майже не змінився. Характерні риси будови – великі клешні, та видовжене черевце, на кінці якого знаходиться отруйний гачок-жало. Самки багатьох видів скорпіонів доглядають потомство, носять на тілі численних дрібних скорпіончиків і гинуть, коли потомство підростає. Отрута скорпіонів небезпечна для людини, а деякі дрібні екзотичні види мають в отруті смертельні для людини компоненти. В Україні у Криму також живе один вид скорпіонів, можливо занесений древніми народами на цю територію, бо його розселення пов’язане з руїнами колишніх міст[5].

Тіло павукоподібних (крім кліщів) складається з головогрудей і черевця. На головогрудях розташовані 4 пари простих вічок та 6 пар кінцівок, з яких 2 пари видозмінені — короткі клешнеподібні або кігтеподібні хеліцери (для захоплення та вбивання здобичі) і довгі ногощупальця, або педипальпи (для відшукування та утримування здобичі), та 4 пари — ходильні ноги. Черевце має пружні покриви, на ньому знаходяться статевий та анальний отвори, зовнішні отвори органів дихання (легеневих мішків або трахей) і павутинні бородавки з протоками павутинних залоз (у павуків).

Павуки — група павукоподібних, що широко опанувала сушу від полярних областей і високих гір до степів і пустель.

Описано близько 3,5 тис. видів, з них в Україні — понад 400. Павуки живуть у ґрунті, де вони риють нірки або займають природні порожнини, у лісовій підстилці, моху, траві, печерах, норах та гніздах інших тварин, в оселі людини, на морських узбережжях, біля прісних водойм.

У воді живе лише один вид — павук-сріблянка, що дихає повітрям, яким наповнює гніздо, збудоване під водою з павутини. Найхарактернішою особливістю павуків є здатність робити павутину, яка утворюється з секрету, що виробляється павутинними залозами. На повітрі ця речовина швидко твердіє, утворюючи нитки павутини. Одна павутинка утворюється з багатьох волоконець, що склеюються між собою. Павутина відіграє надзвичайно важливу роль у житті павуків: з неї будують ловильні сіті та кокони для відкладання яєць, обплітають жертву перед її висмоктуванням, вистилають стінки нірок і кришечки для закривання входу в нірку, використовують для розселення молоді у повітрі тощо.

Розвиток павутинних залоз у павуків став передумовою прогресивного розвитку цієї групи тварин.

Значення павукоподібних. Павуки та багато інших павукоподібних, знищуючи у значних кількостях комах — шкідників сільськогосподарських та лісових насаджень, відіграють позитивну роль. Павуками живляться багато дрібних ссавців, птахи, ящірки, жаби. Чимало павуків завдають шкоди людині. Від укусів каракурта часто гинуть коні та верблюди; він є небезпечним і для людини. У важких випадках, за відсутності медичної допомоги, через день-два після укусу настає смерть. Для людини небезпечною є також отрута скорпіона, що викликає почервоніння і опухлість укушеного місця, нудоту і судому.

Поняття про атмосферу. Склад атмосфери. Будова атмосфери. Сонячна радіація – пряма, розсіяна, сумарна. Зміна сонячної радіації в атмосфері. Температура повітря.

Атмосфера Землі

Атмосфера Землі, загальна маса якої 5,15•1015 т, складається з повітря — суміші в основному азоту (78,08%) і кисню (20,95%), 0,93% аргону, 0,03% вуглекислого газу, інше — це водяна пара, а також інертні та інші гази. Максимальна температура поверхні суходолу 57-58 °C (у тропічних пустелях Африки і Північної Америки), мінімальна — близько −90 °C (у центральних районах Антарктиди).

Атмосфера Землі захищає все живе від згубного впливу космічного випромінювання.

Хімічний склад атмосфери Землі: 78,1% — азот, 20 — кисень, 0,9 — аргон, решта — вуглекислий газ, водяна пара, водень, гелій, неон.

Атмосфера Землі включає:

• тропосферу (до 15 км)

• стратосферу (15—100 км)

• іоносферу (100 — 500 км).

Між тропосферою і стратосферою розміщується перехідний шар — тропопауза. У глибинах стратосфери під впливом сонячного світла створюється озоновий екран, який захищає живі організми від космічного випромінювання. Вище — мезо-, термо- й екзосфери.Нижній шар атмосфери називається тропосферою. В ній відбуваються явища, які визначають погоду. Внаслідок нерівномірного нагрівання поверхні Землі сонячною радіацією, в тропосфері безперестанно проходить циркуляція великих мас повітря. Основними повітряними течіями в атмосфері Землі є пасати в смузі до 30° обабіч екватора та західні вітри помірного поясу в смузі від 30° до 60°. Іншим фактором переносу тепла є система океанічних течій.

Вода здійснює на поверхні землі постійний кругообіг. Випаровуючись із поверхні вод та суходолу, при сприятливих умовах водяна пара піднімається вгору в атмосфері, що призводить до утворення хмар. Вода повертається на поверхню землі у вигляді атмосферних опадів і стікає до морів і океанів системою рік.

Кількість сонячної енергії, яку отримує поверхня Землі зменшується зі зростанням широти. Чим далі від екватора, тим менший кут падіння сонячних променів на поверхню, і тим більша відстань, яку повинен пройти промінь у атмосфері. Внаслідок цього середньорічна температура на рівні моря зменшується приблизно на 0.4 °C на один градус широти. Поврехню Землі розділяють на широтні пояси з приблизно одинаковим кліматом: тропічний, субтропічний, помірний та полярний. Класифікація кліматів залежить від температури та кількості опадів. Найбільше визнання здобула класифікація кліматів Кеппена, за якою виділяють п'ять широких груп — вологі тропіки, пустеля, вологі середні широти, континентальний клімат, холодний полярний клімат. Кожна з цих груп розділяється на специфічні підрупи.

Со́нячна радіа́ція — електромагнітне і корпускулярне випромінювання Сонця, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль[1].

Електромагнітна радіація поширюється у вигляді електромагнітних хвиль зі швидкістю світла і проникає в земну атмосферу. До земної поверхні сонячна радіація доходить у вигляді прямої і розсіяної радіації. До 47% загальної кількості радіації, що надходить на верхню межу атмосфери, досягає поверхні Землі й поглинається нею, 25% затримується атмосферою — розсіюється молекулами газів та домішками. Всього Земля одержує від Сонця менше однієї двомільярдної його випромінювання.

Сонячна радіація — головне джерело енергії для всіх фізико-географічних процесів, що відбуваються на земній поверхні і в атмосфері. Кількість сонячної радіації залежить від висоти Сонця, географічної широти місцевості, пори року, прозорості атмосфери. Для вимірювання сонячної радіації використовують актинометри і піргеліометри.

Сонячна радіація звичайно вимірюється за її тепловою дією і визначається в калоріях на одиницю поверхні за одиницю часу.

Види сонячної радіації

Пряма радіація — сонячна радіація, що доходить до земної поверхні у вигляді пучка паралельних променів, що виходять безпосередньо від сонячного диска. Змінюється в залежності від висоти знаходження Сонця над горизонтом, прозорості атмосфери та хмарності.

Розсіяна радіація — сонячна радіація, що була розсіяна в атмосфері, надходить на земну поверхню з усього небокраю. У похмурі дні вона є єдиним джерелом енергії в приземних шарах атмосфери.

Сумарна радіація — сукупність прямої і розсіяної сонячної радіації, що надходить у природних умовах на земну поверхню. Вона залежить від географічної широти, висоти над рівнем моря, прозорості атмосфери і хмарності. У гірських районах розподіл сонячної радіації дуже складний, тому що її величина визначається також ще експозицією і крутістю схилів. Розподіл сумарної радіації представлено для рівнин і передгір'їв з абсолютними висотами до 600 м.

Кількість сумарної радіації зменшується від екватора до полюсів, оскільки кількість радіації, що досягла земної поверхні, залежить від кут падіння променів, тобто від широти місцевості. На всій території колишнього СРСР, крім деяких районів Середньої Азії, півдня Східного Сибіру і Далекого Сходу, узимку переважає розсіяна радіація, улітку — пряма сонячна радіація.

Не вся радіація, що випромінюється Сонцем у напрямі до Землі, доходить до неї. Частина цієї радіації поглинається аерозолями та газами атмосфери, при цьому у поверхні Землі змінюється її спектральний склад. До поверхні Землі не доходить ультрафіолетове випромінювання с довжиною хвилі менше 0,29 мкм. Воно повністю поглинається в верхніх шарах атмосфери. В видимі частині спектра найбільш розсіюються проміні з найкоротшою довжиною хвилі – сині та фіолетові – і менше проміні з більшою довжиною – червоні та оранжеві. Інфрачервона частина спектра також має ділянки із зменшеною енергією, пов’язаних з поглинанням її водяною парою та вуглекислим газом. Чим більше в атмосфері є водяної пари та вуглекислого газу, тим менше, при інших рівних умовах, прямої радіації доходить до земної поверхні.

При різні висоті Сонця шлях променя в атмосфері різний. Чим нижче відносно горизонту розташовано Сонце, тим більший шлях в атмосфері проходить сонячний промінь. Коли Сонце знаходиться в зениті (900), шлях сонячного випромінювання найкоротший. Якщо масу атмосфери прийняти за одиницю при падінні променів під прямим кутом, то коли сонячні промені будуть падати на Землю під гострим кутом маса атмосфери буде змінюватись.

При низькому положенні сонця над горизонтом сонячні промені проходять шлях набагато більший, чим при високому положенні (табл. 8).

Так, коли промені падають під кутом 300, то вони долають фактично подвійну масу атмосфери. При положенні Сонця на самому горизонті довжина шляху променів зростає в 35 разів. Ці розрахунки добуто в результаті теоретичних досліджень французького фізика П.С. Лапласа. Від довжини шляху променів залежить їх розсіювання, чим довший шлях проходження променів в атмосфері (чим менша висота стояння Сонця), тим більше розсіюється кількість коротких (синіх, фіолетових та голубих) і зростає кількість довгих (червоних, оранжевих) хвиль, які дійшли до підстилаючої поверхні Тому Сонце при горизонті здається червонуватим. Чим менша довжина променів, тим сильніше вони розсіюються, наприклад фіолетові промені мають довжину в 1,9 рази менше ніж червоні і розсіюються в 14 разів сильніше. Однак, хоча довжина хвиль фіолетових променів коротша довжини синіх та голубих, в розсіяному сонячному світлі переважають голубі та сині промені тому, що їх енергія до розсіювання значно більша ніж фіолетових. Цим пояснюється голубий колір безхмарного неба при спостережені з земної поверхні.

Розсіюванням сонячної радіації пояснюється явище сутінок. Після заходу Сонця верхні шари атмосфери, все ще освітлені сонячними променями, розсіюють їх частину і частина цієї розсіяної радіації доходить до земної поверхні, обумовлюючи сутінкову освітленість. Тривалість сутінок залежить від географічної широти та пори року. На екваторі тривалість сутінок складає 20-25 хвилин, із збільшенням географічної широти вона збільшується, а північніше 600п.ш. сутінки в середині літа продовжуються всю ніч (“білі ночі”).

Розсіювання радіації аерозолем з розмірами частинок більше довжини світлової хвилі менше залежить від цієї довжини. Повітря прозоріше, коли на шляху сонячного випромінювання знаходиться менше аерозолів і водяної пари, які поглинають та розсіюють радіацію. Для характеристики прозорості повітря використовують коефіцієнт прозорості. Він показує, яка частка тих променів, що прийшли до верхньої межі атмосфери, доходить до земної поверхні у вигляді прямої радіації при положенні Сонця в зеніті. Для “ідеальної” атмосфери, в які немає водяного пара та аерозолів, коефіцієнт прозорості буде дорівнювати 0,9. В реальних умовах коефіцієнт прозорості у середньому коливається від 0,60 до 0,85. Однак навіть при однаковому стані атмосфери (однакова забрудненість та значення m коефіцієнт прозорості різний для хвиль різної довжини. (при довжині хвилі 0,30 мкм р=0,36, а при 0,70 мкм р=0,97, для коротких променів коефіцієнт прозорості менший. Тому із збільшенням маси атмосфери відносне послаблення променів в червоні частині спектра стає менше ніж в синьо-фіолетові.

Приведенні данні показують, що зміна спектрального складу прямої радіації в атмосфері обумовлена зміною висоти Сонця впродовж дня та року та станом повітря (прозорість). Таким чином, послаблення прямої сонячної радіації обумовлюється двома факторами: довжиною шляху сонячного променя в атмосфері, яка характеризується масою m атмосфери та концентрацією ослаблюючих частинок на шляху променя, яка визначає прозорість атмосфери.

Нагрівання повітря. Повітря атмосфери пропускає сонячні промені до земної поверхні. Проте саме воно променями не нагрівається. Нагрівається Сонцем земна поверхня. А потім від неї нагрівається повітря. Тому, чим далі від земної поверхні, тим стає холодніше. Ось чому за бортом літака температура повітря дуже низька. На верхній межі тропосфери вона опускається до –56 0С.

Встановлено, що на кожний кілометр висоти температура повітря знижується в середньому на 6 0С. Високо в горах земна поверхня отримує більше сонячного тепла, ніж біля підніжжя. Проте з висотою тепло швидше випромінюється. Тому при підйомі в гори температура повітря загалом знижується. Ось чому на вершинах високих гір лежать сніг і лід.

Вимірювання температури повітря. Кожний знає, що температуру повітря вимірюють за допомогою термометра. Проте варто пам’ятати, що неправильно встановлений термометр, наприклад на сонці, покаже не температуру повітря, а на скільки градусів нагрівся сам прилад.

На метеорологічних станціях для отримання точних температур повітря термометр розташовують у спеціальній будці. Її стінки решітчасті. Це дозволяє повітрю вільно проникати в неї, водночас решітки захищають термометр від попадання сонячних променів. Будку встановлюють на висоті 2 м від землі. Показники термометра записують кожні 3 години.

Рекордно висока температура повітря на Землі +58 0С була зареєстрована в м. Тріполі на півночі Африки. Найнижча температура –89,2 0С зафіксована на науковій станції “Восток” в Антарктиді. В Україні найвища температура +40 0С спостерігалася у м. Куп’янську (Харківська область), найнижча – –43 0С в Українських Карпатах.

Середні температури. Проводячи спостереження за змінами температури повітря протягом доби, місяця або року, відмічають найвищу (максимальну) і найнижчу (мінімальну) температуру. Але щоб порівняти температури різних діб, місяців чи років, визначають середню добову, місячну або річну температуру. Обчислюють їх як середньоарифметичне число.

Наприклад, середню добову температуру отримують від ділення суми температур на число вимірів протягом доби. Якщо протягом часу спостереження були і додатні, і від’ємні температури, то обчислюють окремо суму додатних і від’ємних температур. Потім від більшої суми віднімають меншу, а різницю ділять на кількість вимірювань. Біля отриманого числа ставлять знак діленого.

Середню річну температуру знаходять як суму середніх місячних температур, розділених на число місяців року.

Більш наочне уявлення про зміну температури повітря дають графіки добового, місячного і річного ходу температури повітря.