Общее землеведение - Мильков Ф.Н.
ISBN 5-06-000639-5
Скачать (прямая ссылка):
Нарастающая точность в определении фигуры Земли имеет важное теоретическое и практическое значение. Но для рассмотрения глобальных общеземлеведческих закономерностей из трех известных моделей достаточно избрать самую простую — шар.
С шарообразной формой Земли связано важное географическое явление — неравномерное распределение солнечной энергии по широтам. Для доказательства справедливости выдвинутого положения проведем следующий эксперимент. Расположим три одинаковые по площади пластины (а, 6, с) под разными углами (рис. 7, А). Из рисунка видно, что идущие от Солнца параллельные лучи не только падают на пластины под разными углами, но и количество их не одинаково. Чем больше угол падения, тем большее количество лучей соприкасается с ними (a>o>c). А так как каждый луч это определенная величина солнечной энергии, то отсюда следует, что интенсивность солнечной энергии пропорциональна синусу угла падения лучей: /i=/0 sin а.
Теперь распределим те же самые пластины на экваторе в средних и высоких широтах (рис. 7, ?). По аналогии с рассмотренным вариантом наглядно видно, что вблизи экватора приходится максимум солнечного тепла, а чем дальше от него к северу и югу, тем
1 Калесник С. В. Основы общего землеведения. M., 1955. С. 23.
56
а
"А Б
Рис. 7. Зависимость нагревания поверхности от угла падения солнечных лучей (А) и их распределение на шарообразной поверхности Земли (Б)
его меньше на единицу горизонтальной плоскости. Изображенная на рис. 7, Б зависимость может быть выражена следующем образом: IX=IQ COS ф.
Фактически измеренная величина солнечной радиации практически не нарушает выведенной закономерности. Максимум тепла (7542—9218 МДж/м2, или 180—200 ккал/см2) приходится на тропические широты, несколько ниже за счет высокой облачности на экваторе (5866 МДж/м2, или 140 ккал/см2), а в высоких широтах оно снижается до (2514 МДж/м2, или 60 ккал/см2). При этом отмечается одна особенность в снижении среднегодового тепла в направлении полюсов: в экваториальных и тропических широтах уменьшение солнечной энергии происходит очень медленно, а в умеренных и субполярных широтах резко возрастает.
Неодинаковое поступление солнечного тепла на разных широтах сказывается на особенностях обменных процессов в атмосфере и водной оболочке Земли. В настоящее время известно, что на глобальный водоворот Мирового океана, движимый ветром, дополнительно накладывается циркуляция, «движимая Солнцем». Последнюю называют термохалинной циркуляцией. «Термо» указывает на связь течения с температурой, «халина»—с соленостью вод. Термохалинные течения, энергия которых непосредственно обусловлена солнечным излучением, по сравнению с ветровыми менее интенсивны. Их скорость, как правило, не превышает 10 см/с, а дрейфовые потоки — Бразильское, Самолийское, Восточно-Австралийское и др.— перемещаются со скоростью 25—50 см/с, а местами в 2—3 раза быстрее.
Происхождение термохалинного переноса океанических вод связывают с образованием морских льдов в высоких широтах. Формирование льдов сопровождается охлаждением и ростом плотности воды. Механизм этого явления состоит из нескольких взаимосвязанных звеньев. В полярные широты обоих полушарий с поверхностными течениями из тропиков поступает теплая и соленая вода, которая здесь охлаждается до температуры замерзания. При этом значительная часть высвобождающихся солей остается в незамерз-
57
шей воде, что и увеличивает ее плотность. Холодные и плотные подледные воды постепенно опускаются на дно и дают начало возвратному стоку в направлении тропиков. Приблизившись к зоне экваториального апвеллинга, глубинные антарктические или североарктические воды поднимаются к поверхности, чтобы вновь повторить свой путь в высокие широты.
Итак, шарообразная форма Земли в сочетании с параллельным потоком солнечных лучей становится первопричиной, подробно рассмотренной дальше зональности процессов, компонентов и ландшафтов географической оболочки.
Иные географические следствия связаны с размерами Земли. Средняя плотность вещества планеты, площадь ее поверхности и объем в конечном итоге определяют массу Земного шара, равную 5,975-1021 т. В свою очередь, масса Земли, создавая величину притяжения, препятствует рассеиванию атмосферного воздуха (диссоциации) в космическое пространство и одновременно влияет на его газовый состав.
Определить скорость «убегания» газов атмосферы из зоны притяжения планеты можно по формуле V2 = 2fM/R, где V— скорость диссоциации, м/с; / — постоянная притяжения (6,5745- 1СИ1); M — масса планеты, г; R — радиус планеты, см. Как показывают расчеты, для того чтобы частица какого-либо газа атмосферы могла преодолеть притяжение Земли, она должна обладать скоростью не ниже второй космической— 11,2 км/с. Понятно, что стоит молекуле газа атмосферы приобрести эту скорость, он в ней не удержится. Средняя скорость молекул атмосферных газов колеблется от 0,3 до 1,1 км/с. Это означает, что Земля может сохранить любой газ в своей атмосфере. Но наблюдения показывают очень медленное улетучивание некоторых газов в космос. Это происходит потому, что в высоких слоях атмосферы Земли температура намного выше, чем у поверхности планеты. А значит, здесь намного выше и скорость молекул газов.
