Живое вещество и его функции в биосфере.

Живое вещество или биомасса — совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух. Живое вещество биосферы неоднородно и обладает тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью.
Трофические экологические взаимодействия способствуют преобразованию неорганического (косного) вещества в органическое и обратной перестройке органиче6ских веществ в минеральные. Живое вещество характеризуется определенными свойствами: это огромная свободная энергия; химические реакции, протекающие в тысячи и даже миллионы раз быстрее, чем в других веществах планеты; специфические химические соединения — белки, ферменты и другие соединения, устойчивые в составе живого; возможность произвольного движения — рост или активное перемещение; стремление заполнить все окружающее пространство; удивительное разнообразие форм, размеров, химических вариантов и т.п., значительно превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе.
Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.
Вместе с тем, все живое вещество физико-химически едино. И в этом состоит один из основных законов всего органического мира — закон физико-химического единства живого вещества.
Закон физико-химического единства живого вещества имеет принципиально важное значение для человеческой практики. Из него следует, что нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для остальных. Разница лишь количественная: одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора приспосабливаются быстрее, другие медленнее. При этом приспособление идет в ходе естественного отбора, то есть за счет гибели тех индивидов, что не смогли адаптироваться к новым условиям.
Второе наиболее важное обобщение для живого вещества планеты состоит в законе константности количества живого вещества: количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа. Согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество оказывается энергетическим и химическим посредником между Солнцем и поверхностью Земли. Количественное постоянство характерно и для числа видов. Однако в эволюции живого одни виды образовывались, другие вымирали. Правило константности числа видов может быть сформулировано следующим образом: число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих, и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.
Живое вещ-во. Основ.проц.,кот.св-ет ж.вещ-во биос.и ее абиот.среду-это круговорот вещ-ва. Ж.орг-мы могут учас-ть в биос-ном круговороте 2-мя спос-ми: а)Биохимич.св.Происх.при пит.,дых.,выд-и. Биогенн.миграция атомов Iрода-в рез-те биохим.формы уч.Эта форма участия свойс-на всем фор.орг-мов.Наиб.значит.проявл.этой деят-ти у м/о. б)Механическая ф.уч-я.Не св-на с пропусканием вещ-ва ч/з орг-м.В ходе этой деят-ти происх.биоген.мигр.ат.IIрода.Св-на животным,в основном:обит.нор,сверлильщикам в ок.,растен.
Основные функции живого вещ-ва. 9фун-й выд-л Верн.В наст.время выд-ют 5функций: 1-Е-кая. Поглощение солн.Е при фотосин.и хим.Е при хемосинт.,передача Е по пищ.цепям,аккумуляция Е в биос. И в верх.слоях литосферы(кам.уголь,нефть). 2)Концентрационная. Избират-е накопл-е в ходе ЖД опред-х химич.элем-в и изм-е их конц-ии в ОС.В наст.вр.изв.,что в сост.живого в-ва вх-ит б-во эл-в период.сист.Менделеева,выдел-ся гр.элем-в,кот.ж.в-во концен-ют в б-й степени,эти эл-ты присут.во всех орг-х(Са,Si,N,P,K).Биофильность элементов – отн-е конц-ций данного элем.в живом вещ-ве к его сред.содер-ю в литосф.Наиб.биофильн.обладает углерод(7,8*10в4степ.),затем Н(7*10во 2ст.),и N. 3)Деструктивная. Разлож-е орган.вещ-ва до неорг-х,разлож-е неорг.вещ-ва (бактериями,нек.гриб.Это разл-е горных минералов),вовлечение образовавшихся в биоген.круговороте. 4)Средообразующая. Преобр-е физ.-хим.парам-в среды.Пример: образование современной атмос.Первич.атм.З.обладала восст-ми св-ми,сост.из Н2S(7-12%),NH3,N2,CO2.С появ-м цианобактериального фотос.,в верх.слоях ок.,а затем и в атмос.появ-ся и стал накапл-ся О2.Усл-я смен-сь на окисл-ные.После достижения опред-й конц-ии О2 в атм.,в ней стал форм-ся «озон.экран»-слой атмсоф.с повыш-й плотн.озона-О3. «Оз.экр.»позволил жизни подняться с пов-ти воды и выйти на сушу. 5)Транспортная. Перенос вещ-ва против силы тяж.и в гориз.напр-ии.У живот.-противополож.работа.Мигр-ии птиц,насек.,беспозв.,рыб-потоки вещ-ва.

 

51.Биогеохим.циклы осн биоген эл-ов. В природе сущ-ют круговороты хим. эл-ов,заключ-ся в циклич перемещ-я и в повторяющейся смене хим форм их соед-ий.Они привод-ся в движ-ие живым в-вом, кот выполняет при этом свои биосферн функции.В круговороте к-либо эл-ов выдел 2ч:1-резервный фонд(большая m медленно двиг-ся в-в,в осн не живой компонент),2-обменный фонд(< объемный,но > активный,для кот хар-ен быстрый обмен между организмами и их окржением).Все биогеохим циклы делятся на2 типа:1-круговорот газообраз. веществ с резервным фондом в океане или атмосф;2-осад пород с резервным фондом в земной коре.N2 и P:2 эл-а часто явл-ся фактором, лимитир-им ж\д-ть организмов.

Круговорот N2. Резервный фонд N2 нах-ся в атмосф-это главный источник N2 в органич соед.Его переход в доступные формы может осущ-ся различ путями:1.абиогенный-электрич разряды при грозах синтез-ют из N2 и О2 воздуха нитраты, кот с дождев водой попад-т в почву.(4-10кг\га за год).2.Д-ть N-фиксир. м\о-отмирая они обогащают почву органич азотом, кот быстро минер-ся(25кг\га за год).3.наиболее эффектив фиксация азота осущ-ся б-симбионтами.Обр-ый ими органич N2 диффундирует в ризосферу и вкл-ся в наземн органы растений(150-400кг\га). Во всех этих случаях N2 поступает в виде нитратов, кот поступ из корней в листья,где использ-ся для синтеза протеинов,а те служат основой N-ого питания животных.Раст и жив после смерти разлагаются,конечным звеном редукц-ой цепи оказ-ся аммонифицирующие б,обр-щие ион аммония.Он входит в пр нитрификации,где послед-о окисл-ся в нитриты и нитраты.Т.о. цикл N2 замыкается.

В тоже время происходит постоянное возвращение N2 в атмосф-действие б-денитрификаторов.Улетуч-ся в пов-ти почвы 50-60кг\га. N2 может выкл-ся из круговорота путем аккумуляции глубоководных осадков океана.Из морских мелководий он возвращ-ся с рыбами и птицами.В тоже время N2 постоянно поступает в атмос. в сост вулканич газов.В какой-то мере это уровновешивает его накопение в М.о.

Круговорот Р. Резервный слой Р нах-ся в литосфере,содер в ряде горных пород и отлож-ий.В пр разруш-я этих пород Р в виде фосфатов попадает в наземные экосист или гидросферу.В обоих случаях он вступ. в пищевые сети.Редуценты мин-ют органич в-во, содержащ Р до неорганич фосфатов,кот м.б. вновь использ растениями.В океане часть фосфатов попадают в глубинные осадки и накапливаются там,выкл-ясь из круговорота.Из мелководных осадков фосфаты м.б. возвращены в круговорот морскими птицами и рыбами.По стр этот цикл проще круговорота N2 т.к. Р встраив-ся в виде фосфатов непоср-но доступных для растений.

 

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ.

Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Земля относится к планетам земной группы, а значит она, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Это крупнейшая из четырёх планет земной группы в солнечной системе, как по размеру, так и по массе. Кроме того, Земля имеет наибольшую плотность, самую сильную поверхностную гравитацию и сильнейшее магнитное поле среди этих четырёх планет^]. Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Расстояние точек геоида, до точек аппроксимирующего его эллипсоида составляет до 100 метров. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км. Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой твёрдой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (11 022 м под уровнем моря). Химический состав:

Масса Земли приблизительно равна 5,98·10²⁴ кг. Общее число атомов, составляющих Землю ≈10⁵⁰. Онасостоитвосновномиз железа(32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %. Из-за сегрегации по массе внутреннее пространство, предположительно, состоит из железа (88,8 %), небольшого количества никеля (5,8 %), серы (4,5 %)^[30].

Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора на чуть более чем 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породосоставляющие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO₂), глинозём (Al₂O₃), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K₂O) и оксид натрия (Na₂O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов.

Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая.

Землю условно разделяют на три области: кору, мантию и ядро. ЗЕМНА́Я КОРА́, внешняя оболочка «твердой» Земли, ограниченная снизу поверхностью Мохоровичича. Различают континентальную кору (мощность от 35-45 км под равнинами до 70 км в складчатых областях) и океаническую (мощность 5-10 км). В строении континентальной земной коры имеются три слоя: верхний, сложенный осадочнымигорными породами, средний, условно называемый гранитным, и нижний, «базальтовый». По-видимому, «гранитный» слой сложен гранитами и гнейсами, а «базальтовый» слой —базальтами, габбро и очень сильно метаморфизованными осадочными породами в различных соотношениях. В океанической коре «гранитный» слой отсутствует, а осадочный имеет меньшую мощность. В переходной зоне (между материками и океанами) развивается кора промежуточного типа (субконтинентальная или субокеаническая).Земная кора подвержена постоянным тектоническими движениям. В ее развитии подвижные (складчатые) области — геосинклинали —путем длительных преобразований превращаются в относительно спокойные области — платформы. Существует ряд тектонических гипотез, объясняющих процесс развития геосинклиналей и платформ, материков и океанов и причины развития земной коры в целом (см. также Новая глобальная тектоника). Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору. Составляет 83% объема Земли (без атмосферы) и 67% ее массы. Верхняя граница проходит на глубине от 5-10 до 70 км по Мохоровичича поверхности, нижняя — на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена оливином и делится на верхнюю мантию толщиной ок. 900 км и нижнюю — ок. 2000 км; благодаря высокому давлению — от 1 до 136 ГПа вещество мантии Земли,находится в твердом кристаллическом состоянии.Температура в мантии, не превышает 2000-2500 °С. С процессами в мантии Земли связаны тектонические движения, магматизм, вулканизм и др. Ядро — центральная, наиболее глубокая часть Земли, геосфера, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью другихсидерофильных элементов. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3,5 тыс. км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяется переходная зона.

Геологические процессы делятся на две взаимосвязанные между собой группы: ЭНДОГЕННЫЕ (древнегреч. endon — внутри, т. е. изнутри рожденные) и ЭКЗОГЕННЫЕ (древнегреч. ex — вне, т. е. извне рожденные). Эндогенные процессы — созидатели, они создают горы, поднятия, впадины и котловины, создают и порождают горные породы, минералы и полезные ископаемые. Экзогенные процессы — разрушители всего того, что создают эндогенные процессы. При этом, правда, разрушая, они создают свой рельеф и новые породы и минералы. К эндогенным процессам относятся: магматизм, метаморфизм, тектоника, землетрясения (сейсмика). Эндогенные процессы черпают свою энергию из недр Земли, извлекая ее из атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева отдельных участков земной коры от перемещения ее слоев под действием изменения скорости вращения Земли .К экзогенным процессам относятся: работа ветра, подземных и поверхностных текучих вод рек и временных потоков, льда, морей, озер и т. п. На земную поверхность постоянно действуют силы, изменяющие земную кору, способствующие формированию рельефа. Все эти процессы различны, но их можно объединить в две группы: внешние (или экзогенные) и внутренние (или эндогенные). Экзогенные процессы действуют на поверхности Земли, а эндогенные — глубинные процессы, источники которых находятся в недрах планеты. Извне воздействуют на Землю силы притяжения Луны и Солнца. Сила притяжения других небесных тел очень мала, однако некоторые ученые считают, что в геологической истории Земли гравитационные воздействия из космоса могут возрасти. Многие ученые к внешним, или экзогенным, силам относят и земное притяжение, из-за которого случаются оползни, обвалы в горах, двигаются с гор ледники.Экзогенные силы разрушают, преобразуют земную кору, переносят рыхлые и растворимые продукты разрушения, осуществляемого водой, ветром, ледниками. Одновременно с разрушением идет и процесс накопления, или аккумуляция продуктов разрушения. Разрушительные действия экзогенных процессов зачастую нежелательны и даже опасны для человека. К таким опасным явлениям относятся, например, селегрязекаменные потоки. Они могут сносить мосты, плотины, уничтожать посевы. Опасны и оползни, которые тоже приводят к разрушению различных построек, нанося тем самым ущерб хозяйству, унося жизни людей. Среди экзогенных процессов необходимо отметить -и выветривание, которое приводит к выравниванию рельефа, а также и роль ветра.Эндогенные процессы поднимают отдельные участки земной коры. Они способствуют образованию крупных форм рельефа — мегаформ и макроформ. Главный источник энергии эндогенных процессов — внутренняя теплота в недрах Земли. Эти процессы вызывают движение магмы, вулканическую деятельность, землетрясения, медленные колебания земной коры. Внутренние силы работают в недрах планеты и совершенно скрыты от наших глаз.Таким образом, развитие земной коры, формирование рельефа являются результатом совместного действия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил и процессов. Они выступают как две противоположные стороны единого процесса. Благодаря эндогенным, в основном созидающим процессам образуются крупные формы рельефа — равнины, горные системы. Экзогенные же процессы преимущественно разрушают и выравнивают земную поверхность, но при этом формируют более мелкие (микроформы) формы рельефа — овраги, речные долины, а также накапливают продукты разрушения.

 

53.КЛИМАТООБР-ИЕ ФАКТОРЫ.ЭНЕРГЕТИЧ БАЛАНС З. КЛИМАТ- формируется под воздействием нескольких факторов, которые обеспечивают атмосферу теплом и влагой и определяют динамику воздушных течений. Главные климатообразующие факторы - положение Земли относительно Солнца, распределение суши и моря, общая циркуляция атмосферы, морские течения, а также рельеф земной поверхности. Положение Земли. При обращении Земли вокруг Солнца угол между полярной осью и перпендикуляром к плоскости орбиты остается постоянным.Этим движением объясняется изменение угла падения солнечных лучей на земную поверхность в полдень на определенной широте в течение года. Чем больше угол падения солнечных лучей на Землю в данном месте, тем эффективнее Солнце нагревает поверхность. Только между Северным и Южным тропиками солнечные лучи в определенное время года падают на Землю вертикально, и здесь Солнце в полдень всегда высоко поднимается над горизонтом. Поэтому в тропиках обычно тепло в любое время года. В более высоких широтах, где Солнце стоит ниже над горизонтом, прогревание земной поверхности меньше. Там наблюдаются значительные сезонные изменения температуры (чего не бывает в тропиках), а зимой угол падения солнечных лучей сравнительно невелик и дни существенно короче. На экваторе день и ночь всегда имеют равную продолжительность, тогда как на полюсах день продолжается всю летнюю половину года, а зимой Солнце никогда не восходит над горизонтом. Длительность полярного дня лишь отчасти компенсирует низкое стояние Солнца над горизонтом, и в результате лето здесь прохладное. В темные зимы полярные районы быстро теряют тепло и сильно выхолаживаются. Распределение суши и моря. Вода нагревается и остывает медленнее, чем суша. Поэтому температура воздуха над океанами имеет меньшие суточные и сезонные изменения, чем над материками. В прибрежных районах, где ветры дуют с моря, лето в целом прохладнее, а зима теплее, чем во внутренних областях материков на той же широте. Климат таких наветренных побережий называется морским. Внутренние районы материков в умеренных широтах характеризуются значительными различиями летних и зимних температур. В таких случаях говорят о континентальном климате.Акватории являются основным источником атмосферной влаги. Когда ветры дуют с теплых океанов на сушу, там выпадает много осадков. На наветренных побережьях обычно выше относительная влажность и облачность и больше дней с туманами, чем во внутренних регионах. Циркуляция атмосферы. Характер барического поля и вращение Земли обусловливают общую циркуляцию атмосферы, благодаря которой тепло и влага постоянно перераспределяются по земной поверхности. Ветры дуют из областей высокого давления в области низкого давления. Высокое давление связано обычно с холодным, плотным воздухом, тогда как низкое - с теплым и менее плотным. Вращение Земли заставляет воздушные потоки отклоняться вправо в Северном полушарии и влево - в Южном. Такое отклонение носит название "эффект Кориолиса". Как в Северном, так и в Южном полушарии в приземных слоях атмосферы насчитываются по три главных зоны ветров. Во внутритропической зоне конвергенции у экватора северо-восточный пассат сближается с юго-восточным. Пассатные ветры зарождаются в субтропических областях высокого давления, наиболее развитых над океанами. Потоки воздуха, двигаясь по направлению к полюсам и отклоняясь под воздействием силы Кориолиса, формируют преобладающий западный перенос. В области полярных фронтов умеренных широт западный перенос встречается с холодным воздухом высоких широт, образуя зону барических систем с низким давлением в центре (циклонов), движущихся с запада на восток. Хотя воздушные течения в полярных областях выражены не столь ярко, иногда выделяют полярный восточный перенос. Эти ветры дуют главным образом с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока - в Южном. Массы холодного воздуха часто проникают в умеренные широты. Ветры в областях схождения воздушных течений образуют восходящие потоки воздуха, который охлаждается с высотой. При этом возможно образование облаков, часто сопровождаемое выпадением осадков. Поэтому во внутритропической зоне конвергенции и фронтальных зонах в поясе преобладающего западного переноса выпадает много осадков. Сезонные изменения прогревания и охлаждения обусловливают сезонные перемещения главных барических образований и систем ветров. Зоны ветров летом сдвигаются по направлению к полюсам, что приводит к сменам погодных условий на данной широте. Так, для африканских саванн, покрытых травянистой растительностью с редко растущими деревьями, характерны дождливое лето (благодаря влиянию внутритропической зоны конвергенции) и сухая зима, когда на эту территорию смещается область высокого давления с нисходящими потоками воздуха.На сезонные изменения общей циркуляции атмосферы влияет также распределение суши и моря. Летом, когда Азиатский материк прогревается и над ним устанавливается область более низкого давления, чем над окружающими океанами, прибрежные южные и юго-восточные районы испытывают воздействие влажных воздушных потоков, направленных с моря на сушу и приносящих обильные дожди. Зимой воздух стекает с холодной поверхности материка на океаны, и дождей выпадает гораздо меньше. Такие ветры, изменяющие направление на противоположное в зависимости от сезона, называются муссонами.

Океанические течения формируются под воздействием приповерхностных ветров и различий в плотности воды, обусловленных изменениями ее солености и температуры. На направление течений влияют сила Кориолиса, форма морских бассейнов и очертания берегов. В целом циркуляция океанических течений сходна с распределением воздушных потоков над океанами и происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки - в Южном. Пересекая направляющиеся к полюсам теплые течения, воздух становится более теплым и влажным и оказывает соответствующее воздействие на климат. Направляющиеся к экватору океанические течения несут прохладные воды. Проходя вдоль западных окраин материков, они понижают температуру и влагоемкость воздуха, и, соответственно, климат под их воздействием становится более прохладным и сухим. Благодаря конденсации влаги вблизи холодной поверхности моря в таких районах часто возникают туманы. Рельеф земной поверхности. Крупные формы рельефа оказывают существенное влияние на климат, который меняется в зависимости от высоты местности и при взаимодействии воздушных потоков с орографическими препятствиями. Температура воздуха с высотой обычно понижается, что приводит к формированию в горах и на плато более прохладного климата, чем на сопредельных низменностях. Кроме того, возвышенности и горы образуют препятствия, вынуждающие воздух подниматься вверх и расширяться. По мере расширения он охлаждается. Такое охлаждение, называемое адиабатическим, часто приводит к конденсации влаги и формированию облаков и осадков.

Большая часть осадков, обусловленных барьерным эффектом гор, выпадает на их наветренной стороне, а подветренная сторона остается в "дождевой тени".

Воздух, опускающийся на подветренных склонах, при сжатии нагревается, образуя теплый сухой ветер, известный под названием "фен ".

Особ-ти энерг баланса 1.радиационный баланс: Разность между поглощенной суммарной радиацией и эффективным излучением земной поверхности:

R=(I+i)(1-A)-(ES-EA)

где I—прямая и i — рассеянная солнечная радиация, α — альбедо поверхности, ES — собственное излучение поверхности, ЕA — встречное излучение атмосферы, δ — относительный коэффициент поглощения длинноволновой радиации земной поверхностью.

Р. Б. 3. П. может быть положительным и отрицательным. В суточном ходе переход от положительных значений к отрицательным или обратно наблюдается при высотах солнца 10—15°. Месячные, сезонные и годовые его значения (суммы) меняются в широких пределах; годовые от +140 ккал/см²·год и более в тропических океанах и до отрицательных значений в Антарктиде и в глубине Арктики.

2) факторы РБ: прозрачность.альбедо.

РБ по своему физич-му смыслу хар-т соотношение прихода и оттока Е от пов-ти З. величины,входящие в формулу РБ зав от антроп-ых возд-ий на состояние прир среды,это прозрачность атмо- это величина,показывающая какая доля солн-ой Е рассеилась или поглощ-ся атмо.прозрачность атмо обусловлена тем.что до пов-ти З. доходит 47% падающего на верхнюю границу потока солн света. 53% светового потока составляет Еую основу ф\с-за. ф\с-з это процесс в кот создается орг в-во и открывается возможность использ-ия выделяемого при этом О2 для дыхания раст.

Прозрачность атмо изм-ся в пределах от 0 до 1. Загр-е атмо выбросами промыш предпр-ий,авто. В виде газов,аэрозрлей сущ-но изм-т прозр-ть атмо, и поток тепла,приходящего к пов-ти З.#Сценарий ядерной зимы: изза выбросов в атмо продуктов ядерных взрывов будет набл-ся в состоянии при кот проз-ть =0,а это приведет постепенно к яд.зиме с падением темпер-ры воздуха над сушей до -25 -40 градусов.

Альбедо- отношение солнечной радиации, отражаемой Землей (с ее атмосферой) в мировое пространство, к солнечной радиации, поступившей на границу атмосферы. Различают интегральное (энергетическое) А. для всего потока радиации и спектральное А. для отдельных участков спектра радиации. Альбедо часто меняется. Только что выпавший снег, например, отражает более 90% солнечной радиации, поэтому он не тает даже под яркими лучами Солнца. Однако если его поверхность загрязнена или если в нем расчищены небольшие площадки, он тает довольно быстро. Тогда обнаженная земная поверхность, имеющая меньшее альбедо, будет сильно поглощать солнечную лучистую энергию, которая нагреет и растопит окружающий эту площадку снег. Очень высокое альбедо свежего снега вносит свой вклад в формирование холодного климата полярных стран, поскольку способствует отражению почти всей лучистой энергии, приходящей от Солнца.Альбедо- 1) в широком смысле —отражательная способность какой-либо поверхности Земли или неба: водной, растительной (лес, степь), пашни, облаков и т. д. Например, Альбедо крон леса составляет 10 — 15%, травы — 20 — 25%, песка — 30 — 35%, свежевыпавшего снега — 50 — 75% и более. 2) Альбедо Земли — процентное отношение солнечной радиации, отданной земным шаром вместе с атмосферой обратно в мировое пространство, к солнечной радиации, поступившей на границу атмосферы. Отдача радиации Землей происходит путем отражения от земной поверхности и от облаков, а также рассеяния прямой радиации атмосферой. Наибольшей отражательной способностью (85%) обладает снежная поверхность. Альбедо Земли в целом близко к 40%

3)тепловой баланс: R=P + P + L+W+B,где R-рад баланс пов-ти; P -поток тепла от пов-ти к атмо,хар-ий Е теплоо-на пов-ти с прилегающим к ней слоем атмо; P - поток тепла от пов-ти З внутрь слоя лито, харак-ий Е теплоо-на пов-ти с почвой;W - слой выпавших осадков в мм; - теплота фазового перехода воды; L*W- Е,опред-ая испарение(конденсацию) воды; B - Е,затрачиваемая на био.г\х,б\г\х процессы.

Известно,что поток тепла направлен в сторону убывания темпер-ры

Почти все тепло атмосфера, как и земная поверхность, получает от Солнца. К другим источникам нагрева принадлежит тепло, поступающей из недр Земли, но оно составляет лишь доли процента от общего количества тепла.
Хотя солнечное излучение и служит единственным источником тепла для земной поверхности, тепловой режим географической оболочки является не только следствием радиационного баланса. Солнечное тепло превращается и перераспределяется под влиянием земных факторов, и прежде трансформируется воздушными и океаническими течениями. Они, в свою очередь, обусловлены неравномерным распределением по широтах солнечного излучения. Это один из ярких примеров тесного глобального связи и взаимодействия различных компонентов в природе.
Для живой природы Земли важное значение имеет перераспределение тепла между различными широтами, а также между океанами и материками. Благодаря этому процессу происходит очень сложный пространственный перераспределение тепла на поверхности Земли соответственно преобладающих направлений движения воздушных и океанич них течений. Однако суммарное перенос тепла направлено, как правило, из низких широт в высокие и с океанов на материки.
Распределение тепла в атмосфере происходит путем конвекции, теплопроводности и излучения. Тепловая конвекция проявляется везде на планете, потому ветры, восходящие и нисходящие воздушные потоки имеют повсеместное распространение. Особенно сильно конвек ция ​​выражена в тропиках.
Теплопроводность, т.е. передача тепла при непосредственном контакте атмосферы с теплой или холодной поверхностью земли, имеет сравнительно небольшое значение, поскольку воздух - плохой проводник тепла. Именно это свойство нашло широкое применение при изготовлении оконных рам с двойными стеклами.
Поступления и расходы тепла в нижней атмосфере на разных широтах неодинаковы. Севернее 38 с. ш. излучается тепла больше, чем поглощается. Эта потеря компенсируется теплыми океаническими и воздушными течениями, направленными в умеренные широты.

 

54.ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА, ландшафтная оболочка, эпигеосфера, оболочка Земли, в которой соприкасаются и взаимодействуют литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Характеризуется сложным составом и строением. Верхнюю границу Г. о. целесообразно проводить по стратопаузе, т.к. до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы; границу Г. о. в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу Г. о. принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Таким образом, Г. о. полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10—11 км ниже поверхности Земли, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25—30 км). Наибольшая толщина Г. о. близка к 40 км. Качественные отличия Г. о. от других оболочек Земли: Г. о. формируется под действием как земных, так и космических процессов; исключительно богата разными видами свободной энергии; вещество присутствует во всех агрегатных состояниях; чрезвычайно разнообразна степень агрегированности вещества — от свободных элементарных частиц через атомы, ионы, молекулы до химических соединений и сложнейших биологических тел; концентрация тепла, притекающего от Солнца; наличие человеческого общества.

Основные вещественные компоненты Г. о. — это слагающие земную кору горные породы (с их формой — рельефом), воздушные массы, водные скопления, почвенный покров и биоценозы; в полярных широтах и высокогорьях существенна роль скоплений льда. Основные энергетические компоненты — гравитационная энергия, внутреннее тепло планеты, лучистая энергия Солнца и энергия космических лучей. При всей ограниченности набора компонентов сочетания их могут быть весьма многообразными; это зависит и от числа входящих в сочетание слагаемых и от их внутренних вариаций (поскольку каждый компонент — это тоже очень сложная природная совокупность), а главное — от характера их взаимодействия и взаимосвязей, т. е. от географической структуры.

Г. о. присущи следующие важные черты: 1) целостность Г. о., обусловленная непрерывным обменом вещества и энергии между её составными частями, поскольку взаимодействие всех компонентов связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечёт сопряжённое изменение и всех остальных.

2) Наличие круговорота веществ (и связанной с ним энергии), обеспечивающего многократность одних и тех же процессов и явлений и их высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Сложность круговоротов различна: одни из них — механические движения (циркуляция атмосферы, система морских поверхностных течений), другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества (влагооборот на Земле), в-третьих происходит также и его химическая трансформация (биологический круговорот). Круговороты, однако, не замкнуты, и различия между их начальными и конечными стадиями свидетельствуют о развитии системы.

3 ) Ритмика, т. е. повторяемость во времени различных процессов и явлений. Она обусловлена главным образом астрономическими и геологическими причинами. Выделяется ритмика суточная (смена дня и ночи), годовая (смена времён года), внутривековая (например, циклы в 25—50 лет, наблюдаемые в колебаниях климата, ледников, уровней озёр, водоносности рек и т.п.), сверхвековая (например, смена за каждые 1800—1900 лет фазы прохладно-влажного климата фазой сухого и тёплого), геологическая (циклы каледонский, герцинский, альпийский по 200—240 млн. лет каждый) и т.п. Ритмы, как и круговороты, не замкнуты: то состояние, какое было в начале ритма, в конце его не повторяется.

4) Непрерывность развития Г. о., как некоторой целостной системы под влиянием противоречивого взаимодействия экзогенных и эндогенных сил. Следствиями и особенностями этого развития являются: а) территориальная дифференциация поверхности суши, океана и морского дна на участки, различающиеся по внутренним особенностям и внешнему облику (ландшафты, геокомплексы); определяется пространственными изменениями географической структуры; особые формы территориальной дифференциации — географическая зональность и высотная поясность; б) полярная асимметрия, т. е. существенные различия природы Г. о. в Северном и Южном полушариях; проявляется в распределении суши и моря (подавляющая часть суши в Северном полушарии), климата, состава животного и растительного мира, в характере ландшафтных зон и т.п.; в) гетерохронность (по К. К. Маркову, метахронность) развития Г. о., обусловленная пространственной разнородностью природы Земли, вследствие чего в один и тот же момент разные территории либо находятся в различных фазах одинаково направленного эволюционного процесса, либо отличаются друг от друга направлением развития (примеры: древнее оледенение в разных районах Земли начиналось и кончалось неодновременно; в одних географических зонах климат становится суше, в других в то же время — влажнее и т.п.).

Существуют другие земные оболочки на границах соединения различных геосфер. 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.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 мЗа «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 п