ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПОЯСА
Современные природные условия на земной
поверхности закономерно изменяются с географической широтой, что было замечено еще в
древние времена. Однако правильно объяснить причины этой важной закономерности,
т.е. почему солнечное тепло неравномерно поступает, удалось лишь после того, как
были доказаны шарообразность Земли, ее вращение вокруг своей оси и ее движение
вокруг Солнца. С расширением знаний учения о мировых широтные географические пояса
к настоящему времени завоевало всеобщее признание.
Еще в конце XVIII в. русский
академик И. И. Лепехін наметил общую схему размещения на земной поверхности
растительности и животного мира в зависимости от тепловых поясов, а в начале
XIX в. немецкий исследователь и путешественник А. Гумбольдт установил зональность и
высотную поясность растительности в связи с изменением количества поступательному на Землю
тепла. Почти через сто лет, в начале XX ст., российский ученый В. В.
Докучаев показал, что зональную распространенность имеют не только климат и растительность,
но и другие элементы природы, которые находятся в глубокой взаимосвязи с
климатом. Эти представления легли в основу современного учения о географической
зональность природы Земли.
Основная причина зональности природы
заключается в шарообразности Земли, в сочетании с суточным вращением ее вокруг своей
оси и годовым движением вокруг Солнца. Как известно, множество лучистой энергии,
образуется вследствие возникающих на Солнце ядерных реакций, непрерывно растекается
во все стороны, но на Землю приходится лишь небольшая ее доля, а именно ок. 1/2200
000 000. Даже проходя через земную атмосферу и встречая на своем пути
облака, пыль и водяной пар, солнечные лучи частично поглощаются или
отражаются в мировое пространство. Земной поверхности достигает лишь ок. 40 %
солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу атмосферы. Вместе с тем лучезарная
энергия Солнца дает земной поверхности свет, тепло и энергию почти для всех
химических преобразований земного вещества, осуществляются на земной поверхности.
Большая часть солнечной энергии превращается в тепловую и механическую энергию
движения, и лишь сравнительно небольшая (ок. 0,8 %) используется зелеными растениями
для химических процессов превращения неорганических веществ в органические (фотосинтез).
Количество солнечной энергии, поступающей на Землю, закономерно убывает от
экватора к полюсам в зависимости от угла падения солнечных лучей и длины
их пути через атмосферу. В этом же направлении меняется и атмосферное тепло.
Именно поэтому в природе земной поверхности и проявляется так называемая ярко выраженная
географическая зональность.
Первоначально на поверхности Земли выделялось 5
тепловых поясов: один жаркий, расположенный по обе стороны от экватора между
северным и южным тропическими кругами; два умеренных - между тропическими и
полярными кругами и два холодных, расположенных вокруг Северного и Южного полюсов. Позже число тепловых поясов
увеличилось до 7, а границы между ними начали принимать линии равных средних
температур (изотерм). За границу жаркого пояса стали принимать среднюю годовую
изотерма 20°, с которой почти совпадает граница распространения пальм. Между пределами
умеренными и холодными поясами стали считать изотерма самого теплого месяца в
году 10°, с которой совпадает граница между лесом и тундрой. Из холодных поясов выделили
еще два пояса вечного мороза, грань между которыми проводили по изотерме теплого
месяца в году 0°.
В наше время выделяют 13
радиационно-тепловых поясов, которые обычно называют географическими:
арктический, антарктический, субарктический, субантарктический, северный и умеренные
южный, северный и южный субтропические, северный и южный тропические,
северный и южный субэкваториальные, экваториальный. Радиационно-тепловые пояса, зависят
в основном от географической широты, хорошо прослеживаются как на суше, так и
в океане.
Поверхность Земли имеет разную способность
видбивати падающие на нее солнечные лучи (величину альбедо). Поэтому разные части
поверхности по-разному поглощают тепло и нагреваются. Больше всего солнечных
лучей (от 80 до 97 %) поглощает открытая водная поверхность океана, отражая в
атмосферу всего от 20 до 30 % падающей на него радиации. Вода поглощает наибольшую
количество поступательному от солнца тепла и очень медленно отдает его в мировой
пространство. Тем временем водная поверхность занимает ок. 3/4 всей поверхности Земли. Поэтому
Мировой океан и является накопителем и главным источником тепла на Земле.
Однообразием физических свойств водной поверхности объясняется равномерность
и малая величина колебаний температуры над океанами.
Поверхность суши, разнообразная по своим
свойствами, поглощает разное количество солнечной энергии. Травы и листья деревьев в
среднем поглощают от 70 до 80 %, а снег, который только выпал, - всего от
2-3 до 10 % всей энергии, поступающей; другая ее количество отражается в
атмосферу и в мировое пространство. Много солнечных лучей отражают также и
морские льды, покрытые снегом. Приполярные районы влияют охлаждающим образом
на климат всего земного шара. Неравномерное нагревание земной поверхности приводит
в движение воздушную и водную массы, которые стремятся выровнять температуру.
Взаимосвязаны воздушные и морские течения переносят с места на место множество
тепла. Особенно большую роль в переносе тепла играют теплые и холодные
морские течения, поскольку вода поглощает и накапливает тепло значительно больше, чем воздуха.
Поэтому более сильные отклонения от средних температур наблюдаются на
морском побережье. Так, на Мурманском побережье, которое омывает теплая
Атлантическое течение, что приходит из тропических широт, несмотря на его северное
расположение (ок. 70° с. ш.), есть гавани, которые не замерзают в течение года.
Общее состояние природы любого участка
поверхности суши, характер его почв, растительности, животного мира и т.п.
зависят не только от количества поступательному тепла, но и влаги: осадков,
влажности воздуха, підтоку поверхностных и Грунтовых вод. Этим природа суши
отличается от природы водоемов, где количество влаги постоянная и характер ее
определяется другими условиями (температурой и прозрачностью воды, ее составом,
соленостью и т.д.).
Основной источник атмосферных осадков на суше - Мировой океан с его
морями, в котором содержится более 98 % всех вод земного шара. Испаряясь с
поверхности океана, водяные пары воздушными течениями переносятся на материки, где
выпадают в виде дождя и снега. Замыкая постоянный круговорот, вода
возвращается в океан в виде рек, ручьев и подземных вод. Одновременно в
воздухе содержится воды в 11 раз больше, чем в реках (ок. 13 тыс. км3).
Количество осадков, выпадающих в различных районах суши, зависит от направления
воздушных течений, от расстояния до источника увлажнения - океана, от рельефа
земной поверхности и ряда других условий. Осадки выпадают преимущественно во время движения
воздух из более нагретых в охлажденные участки, при подъеме теплого и влажного
воздуха в более холодные слои атмосферы в циклонах и на подветренных склонах гор,
при ветрах с моря. Поэтому годовое количество атмосферных осадков распределяется
сложнее, чем солнечное тепло. Отсюда и природный ландшафт суши
разнообразнее. Таким образом, можно сказать, что в рамках радиационно-тепловых
поясов неодинаковое увлажнение ведет к формированию различных географических зон на
земном шаре.
Однако не только количеством тепла и
влаги определяются особенности природы отдельных участков земной поверхности, но и
соотношением тепла и влаги. В тундровой зоне, где господствуют низкие температуры
и испарения влаги незначительное, даже небольшое количество осадков не может
полностью испариться, и вода скапливается на поверхности, вызывая заболачивание
местности. В жарких поясах даже значительные осадки испаряются полностью, а в
многих местах этого пояса испаряются также запасы и грунтовых вод.
Таким образом, природные условия на
суше только в общих чертах изменяются с географической широтой, и большая
часть географических зон в отличие от радиационно-тепловых поясов не образует
сплошных полос, окружающих весь земной шар. Они врываются водными просторами
и явственно прослеживаются только на равнинах. В горах с высотой температура
снижается, а количество осадков обычно увеличивается, вызывая изменение
природных условий.
Широтная географическая зональность
наиболее четко выражена в тех частях материковых равнин, где количество осадков
постепенно меняется вместе с поступлением тепла с севера на юг. Так,
например, в арктическом и субарктическом поясах количество осадков и тепла постепенно
уменьшается от умеренного пояса до полюса. Поэтому границы арктических пустынь,
тундры, лесотундры и северной тайги простирается здесь с запада на восток на
всех материках. В умеренном же поясе, где господствующие западные воздушные течения
приносят с океана на материк осадки и тепло, количество их уменьшается с
запада на восток, широтная географическая зональность нарушается. На одних и тех же
широтах, в зависимости от удаленности равнин материка от океана, что служит
источником влаги и тепла, встречаются и влажные широколиственные леса, и степи, и
пустыни. В тех же местах, где воздушные течения направлены с материка на океан
(например, пассаты в северо-западной части Африки и в Южной Америке),
тропические пустыни доходят до океанического берега.
Большое влияние на зональность имеют и
горные цепи, которые находятся на пути воздушных течений. Во время перехода
через горные хребты осадки, содержащиеся в воздухе, выпадают на подветренных
склонах гор, а на другой склон хребта приходит сухой воздух. Вследствие этого
Гималаи служат границей между влажными тропическими лесами Индии и пустынями Тибета
и Центральной Азии, а Анды отделяют пустыню Атакаму от тропических лесов
Аргентины и Боливии. В Северной Америке (между 50 и 40° с.ш.) Кордильеры
преграждают путь воздушным течениям, несущим влагу с Тихого океана, поэтому
на востоке от гор пролегли пустыни и степи, которые постепенно меняются
широколиственными, а затем хвойными лесами.
Границы между этими зонами из широтных
превращаются в меридиональные. Таким образом, зональность, обусловленная космическими
факторами, - одна из наиболее общих закономерностей в характере современной
природы нашей планеты. В то же время конкретные проявления зональности на поверхности
Земли зависят от земных причин, определяющих прежде всего соотношение тепла
и влаги, свойственное той или другой части земной поверхности.