12. Солнечно-земные связи.

Солнечно-земные связи. Электромагнитное (видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское, радиоизлучение и др.) и корпускулярное (солнечный ветер, солнечные космические лучи) излучения, которые обусловливают ряд процессов и всех геосферах. Солнечная активность - совокупность всех физических и энергетических изменений, происходящих на Солнце и вызывающих на нём видимые образования. Активность Солнца различна, выделяют периоды, :и а результате происходящих на Солнце процессов наша планета получает дополнительное излучение, которое влияет на характер многих земных процессов. Солнечная вспышка - взрывообразное высвобождение большого кол-ва энергии, всходящее обычно вблизи больших групп солнечных пятен. Вспышка сопровождается резким возрастанием яркости излучения во всех диапазонах волн, а также выбросом плазменных частиц, которые воздействуют на межпланетную среду и планеты. Число (индекс) ВольфаW=к(10g+f), где к - коэффициент, зависящий от условий наблюдений и вида инструмента; f-общее число всех пятен; g- число групп и отдельных пятен. Это суммарный показатель, который характеризует нообразовательную деятельность Солнца. Все элементы солнечной активности обнаруживают цикличность (примерно 11 лет). Солнечная активность - фактор, влияющий на многие процессы в географической оболочке. Первыми встречают солнечную радиацию верхние слои атмосферы. Нарушения в ионосфере отражаются на характере атмосферных процессов, вызывая изменения в стратосфере и тропосфере.

13. Концепция системы в естествознании.

Землеведение базируется на общих физических законах, которые действуют в окружающем мире. Среди них законы: всемирного тяготения И.Ньютона, сохранения массы и энергии, Стефана—Больцмана, Архимеда, Гука, Ома и др.

Основополагающим в естествознании является понятие «система» - совокупность элементов, находящихся в определённом отношении. Всё то, с чем данная сис-ма взаимодействует, называется средой. Географические системы взаимодействуют между собой территориально и функционально. Каждая сис-ма сос-т из конечного числа элементов. С некоторой долей условности системы географической оболочки (геосистемы) и её внешнего окружения можно подразделить на механические (характеризуются силовым взаимодействием образующих их тел, имеющих массу, к ним относятся космические тела, воздушные и морские течения и др), термодинамические (преобразование и перенос энергии), биокосные (живое и неживое), этнические, биологические и социальные.

14. Всеобщие законы естествознания и их проявление в природе; классификация сил, действующих на географические объекты.

Землеведение базируется на общих физических законах, которые действуют в окружающем мире. Среди них законы: всемирного тяготения И.Ньютона, сохранения массы и энергии, Стефана—Больцмана, Архимеда, Гука, Ома и др.

Механические взаимодействия в планетарных физико-географических процессах, имеющих материальную основу, подчинены закону всемирного тяготения, согласно которому, две любые материальные частицы с массами М₁ и М₂ притягиваются по отношению друг к другу с силой Р, пропорциональной произведению масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними:

где G — коэффициент пропорциональности (гравитационная постоянная), равный 6,672510^-11 Нм²/кг². Согласно этому закону, сила тяготения зависит только от положения частиц в данный момент времени, т.е. гравитационное взаимодействие распространяется мгновенно. Отсюда — выражение для силы тяжести:

Р= mg,

где g — ускорение свободно падающей точки, равное 9,7805; т — масса материальной точки; φ — географическая широта; h — высота точки над уровнем моря.

В мире макротел, которыми являются небесные тела, закон всемирного тяготения играет основополагающую роль, определяя их взаимодействие и эволюцию. На Земле проявлениями этого закона являются:

• гравитационное поле Земли (поле силы тяжести);

• гравитационная дифференциация земного вещества, приводящая к образованию геосфер, изостатическому уравновешиванию литосферы, тепловой конвекции в ядре и мантии, океане и атмосфере;

• движения земных масс и их перемещения внутри планеты и на ее поверхности;

• образование приливов.

Механические движения, связанные с вращением Земли. Основу этих движений составляет одна из сил инерции — сила Кориолиса, обусловленная вращением Земли вокруг своей оси. Она равна произведению массы точки т на ее поворотное ускорение а_к и направлена противоположно этому ускорению:

где F_K — сила Кориолиса; т — масса движущегося тела; v_отн — относительная скорость движения точки; ω — угловая скорость вращения Земли; φ — географическая широта.

На Земле сила Кориолиса проявляется в том, что свободно падающие тела отклоняются по вертикали к востоку, а тела, движущиеся вдоль земной поверхности, отклоняются от направления их движения в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево. Вследствие медленного вращения Земли такие отклонения весьма малы и заметно сказываются или при очень больших скоростях движения, или когда движение длится очень долго (например, подмыв соответствующих берегов рек — правые берега рек Северного полушария крутые, левые — пологие, а в Южном — наоборот).

Действия силы Кориолиса распространяются на многие явления в географической оболочке. В атмосфере под влиянием отклоняющей силы вращения Земли ветры умеренных широт обоих полушарий принимают преимущественно западное направление, а в тропических широтах — восточное. В океане сила Кориолиса приводит к тому, что частицы воды движутся петлеобразно, преимущественно перпендикулярно начальному импульсу движения (наклону уровня воды). Однако морские течения не повторяют направления разгоняющих их ветров. Под действием силы Кориолиса они смещаются от направления господствующих ветров под углом 30° вправо или влево в зависимости от полушария, что показал Ф.Нансен во время ледового дрейфа на корабле «Фрам».

Согласно теории дрейфа В.У.Экмана, в океане происходит изменение направления движения вод с глубиной по спирали: чем глубже, тем больше уклоняется течение вправо (в Северном полушарии) по отношению к направлению вызвавшего его ветра (рис. 4.7). Однако в действительности поток с глубиной отклоняется силой Кориолиса от направления вызвавшего его ветра на 45° в соответствующую для каждого полушария сторону и даже поворачивает в противоположное ветру направление. Вследствие такого переноса воды пассатные ветры становятся причиной смещения потока, направленного к северу и югу от экватора. Для компенсации оттока здесь происходит подъем холодных глубинных вод. Вот почему температура поверхностной воды на экваторе оказывается на 2-3°С ниже, чем в тропиках.