6.Метеорологические наблюдения и прогноз погоды

Для предсказания погоды необходимо вести постоянно и непрерывно метеорологические наблюдения. Метеорологические наблюдения – это измерения метеорологических величин, а также регистрация атмосферных явлений. К метеорологическим величинам относятся: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, количество и высота облаков, количество осадков, потоки тепла и др. К ним присоединяются величины, непосредственно не отражающие свойств атмосферы или атмосферных процессов, но тесно связанные с ними. Таковы температура почвы и поверхностного слоя воды, испарение, высота и состояние снежного покрова, продолжительность солнечного сияния и др.

На некоторых станциях производятся наблюдения над солнечным и земным излучением и над атмосферным электричеством. Метеорологические наблюдения над состоянием атмосферы вне приземного слоя и до высот около 40 км носят название аэрологических наблюдений.

Наблюдения над основными метеорологическими величинами и явлениями производятся примерно на 3500 метеорологических и 750 аэрологических станциях, размещенных по всему земному шару.

Метеорологические наблюдения ведутся на этих станциях по единым методикам, с использованием однотипных приборов и в определенные часы суток. Таким образом, метеорологические и аэрологические обсерватории и станции образуют в каждой стране и в мировом масштабе единое целое – сеть метеорологических наблюдений.

На наземных метеорологических станциях производятся одновременные (синхронные) наблюдения восемь раз в сутки через три часа, начиная с 00 часов единого гринвичского времени (времени нулевого меридиана).

Результаты наблюдений немедленно передаются посредством связи в органы службы погоды. По полученным данным составляются синоптические карты.

Синоптические карты для различных районов страны и Земли составляются дважды в день, а приземные карты погоды— через каждые 2-3 часа. Анализ этих карт позволяет устанавливать структуру, положение и перемещение циклонов и антициклонов, воздушных масс, фронтов и других атмосферных образований, а значит, позволяет прогнозировать погоду на следующие дни.

При анализе синоптических карт, на основе решений уравнений атмосферной гидродинамики и термодинамики, широко применяются численные методы.

Прогнозы погоды подразделяются на специализированные, предназначенные для различных отраслей хозяйства, и общего пользования предназначенные для населения. Прогноз погоды является важнейшей задачей, поскольку он необходим почти всем отраслям народного хозяйства, поэтому службы погоды имеются почти во всех странах мира.

7. Микроклимат – это местные особенности в режимных метеорологических величинах, обусловленные неоднородностью строения подстилающей поверхности и существенно меняющиеся уже на небольших расстояниях, но наблюдающиеся в пределах одного климата.

Климат большого города существенно отличается от климата естественных ландшафтов благодаря антропогенному влиянию. Температура воздуха обычно повышена: летом на 1-5 ⁰С в связи с прогревом крыш, стен домов, мостовых, а зимой за счет деятельности транспорта и промышленных предприятий с разницей 10 ⁰С в центральных частях крупных городов. Благодаря подъему теплого воздуха (конвекции) летом в городе чаще, чем в окрестностях, случаются ливневые дожди и грозы. Плотность и высота строений уменьшают скорость ветров, изменяя их направление, понижают испарение и относительную влажность воздуха. Понижено солнечное сияние как в связи с увеличением облачности, так и в связи с большим содержанием пыли и дыма. Последнее нередко вызывает смог в крупных городах.

8. Выделяют 7 основных и шесть переходных климатических поясов. К основным относят: экваториальный, 2 тропических, 2 умеренных, арктический и антарктический. К переходным: 2 субэкваториальных, 2 субтропических, субарктический и субантарктический пояса.

Арктический и антарктический: преобладают полярные воздуш. массы; темп-ра и влажность воздуха очень низкие, темп зимой достигают -71 ⁰С, летом -20 ⁰С; господствует область высок давления, поэтому ветры слабые, облаков почти нет; осадков выпадает мало 100 мм/год.

Субарктический и субантарктический: зимой господстует аркич-ий(антаркт-ий) воздух, летом умеренные воздушн массы; зима длиться 9 мес. темп-ра ниже -40 ⁰С, летом чуть выше нуля; частые и сильные ветра; норма осадков 200 мм/год.

Умеренный: преобл-ют ветры западных направлений, а восточн побережьях – муссоны; кол-во осадков зависит от близости к морю и хар-ра рельефа (1000-3000 мм/год по окраинам материка, до 100 мм во внутр. Районах материков);зима холодная +4⁰С до -50⁰С, снежный покров сохр-ся на неск месяцев; лето умеренно-теплое +10 ⁰С до +25 ⁰С

Тропический: преобладает сухой и горячий тропический воздух; летом +30-35 ⁰С, зимой не ниже +10⁰С; хар-ны значит-ые перепады температур м/у ночью и днем; осадков выпадает мало 50-150 мм/год.

Субтропический:летом господствует сухой тропич воздух, зимой - более влажный умеренный; хар-но наличие сухого и влажного периодов; лето жаркое и сухое +30⁰С, зима влажная теплая до 0⁰С, иногда выпадает временный снег; кол-во осадков 200-500 мм/год.

Экваториальный: средние месячные темп-ры 25-28⁰С, перепады их невелики; хар-ны слабые ветры и высокая влажность 1000-2000 мм/год; наблюдаются 2 дождливых периода, разделенные менее дождливыми.

Субэкваториальный: летом экваториальный воздух, зимой – сухой тропический; количество осадков избыточное 1000-1500 мм/год; срендние темп-ры

Зимой и летом мало различаются 22-30⁰С;

9. В атмосфере происходят многообразные физич-ие пр-сы, непрерывно измен-ие ее сост-ие, а также происходят разл. явл-ия. Физич-ое сост-ие атм-ры у земной пов-ти в данный момент времени наз-ся погодой. Погода характ-ся метеорологич-ми величинами (темпер-ра, давление, влажность воздуха, облачность, атмосферные осадки) и амосферн-ми явлениями (гроза, туман, пыльная буря, метель и пр.). Для каждой погоды характерна своя совокупность признаков. Изменения погоды происходят постоянно, однако эти изменения носят периодический хаоактер.

Метеорологические наблюдения – это изменения метеорологических величин, а также регистрация атмосферных явлений. К метеролог-им величинам относятся: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, количество осадков, потоки тепла и др.

Метеорологические наблюдения ведуться на станциях по единым методикам, с использованием однотипных приборов и в определенные часы суток.

Методы исследования верхних слоев атмосферы принято разделять на косвенные и прямые, понимая под первыми исследования, проводимые с земной поверхности, а под вторыми — исследования с помощью приборов и аппаратуры, находящихся непосредственно на исследуемых высотах.

10. Литосфера Земли - ее строение, химический состав, процессы формирования.

Литосфера (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли, состоящая из земной коры и части верхней мантии. Нижняя граница литосферы Земли нечёткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, понижением скорости распространения сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Эта область получила название астеносфера (от др.-греч. asthees — слабый и др.-греч. σφαῖρα). Астеносфера является верхним пластичным слоем верхней мантии Земли.

Граница между литосферой и астеносферой может лежать на глубине от 4 (под рифтами) до 200 (под кратонами) км.

В составе литосферы Земли выделяют подвижные области — складчатые пояса и относительно стабильные платформы, которые перемещаются по астеносфере.

Строение литосферы Земли: земная кора и верхняя мантия

Земная кора — это верхняя твёрдая оболочка Земли. Кора не является уникальным образованием, присущим только Земле, т.к. есть на большинстве планет земной группы, спутнике Земли — Луне и спутниках планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Однако только на Земле кора бывает двух типов: океанической и континентальной. В пограничных областях развивается земная кора промежуточного типа — субконтинентальная или субокеаническая, формирующаяся, например, в зонах островных дуг. В зонах срединно-океанических хребтов можно выделить кору рифтогенного типа, в связи с отсутствием в этих зонах габбро-серпентинитового слоя и близким положением астеносферы.

Океаническая земная кора состоит из трёх слоёв: верхнего осадочного, промежуточного базальтового и нижнего габбро-серпентинитового, который до последнего времени включался в состав базальтового.

Осадочный слой, покрывающий расплав невелик: его толщина редко превышает 0,5 км, лишь вблизи дельт крупных рек достигая толщины в 10-12 км. Состоит осадочный слой из песка, отложений остатков животных и осаждённых минералов. В его основании часто залегают тонкие не выдержанные по простиранию металлоносные осадки с преобладанием оксидов железа. Нижняя часть слоя сложена карбонатными породами, которые на больших глубинах не обнаруживаются, в связи с растворением при большом давлении раковин фораминифер и кокколитофорид, слагающих карбонатные породы.

Базальтовый слой в верхней части сложен базальтовыми лавами толеитового состава, которые называют ещё подушечными из-за характерной формы. Ниже лежит дайковый комплекс, образованный долеритовыми дайками. Дайки представляют собой каналы, по которым базальтовая лава изливалась на поверхность. По этой причине базальтовый слой обнажается во многих местах примыкающих к срединно-океаническим хребтам.

В зонах субдукции базальтовый слой превращается в экголиты, которые имея плотность больше чем окружающие перидотиты (самые распространённые мантийные породы) погружаются в глубину. Масса экголитов в настоящее время составляет около 7 % от массы всей мантии Земли.

Габбро-серпентинитовый слой лежит непосредственно над верхней мантии. В его составе выделяются габброиды и серпентинизированный перидотит, образующиеся соответственно при медленной кристаллизации базальтовых расплавов в магматическом очаге и при гидратации основных пород мантии по трещинам литосферы. Мощность слоя составляет 3-6 км; он прослеживается во всех океанах. Скорости продольных сейсмических волн в пределах слоя составляют 6,5-7 км/сек.

Возраст океанической земной коры в среднем составляет 100 млн. лет. Самые старые участки океанической земной коры имеют возраст 156 млн. лет (поздняя юра) и располагаются во впадине Пиджафета в Тихом океане.

Океаническая земная кора сосредоточена не только в пределах ложа Мирового океана. Небольшие древние её участки известны в закрытых бассейнах, примером которых может служить северная впадина Каспийского моря. Общая площадь океанической земной коры составляет 306 млн.км².

Континентальная земная кора, как видно из названия, лежит под континентами Земли и крупными островами. В отличие от океанической континентальная земная кора состоит из трёх слоёв: верхнего осадочного, среднего гранитного и нижнего базальтового.

Осадочный слой континентальной земной коры формируется: глинистыми отложениями и карбонатами мелководных морских бассейнов в пределах протерозойских платформ; грубообломачными фациями, сменяемыми выше по разрезу песчано-глинистыми отложениями и карбонатами прибрежных фаций в краевых прогибах и на пассивных окраинах континентов атлантического типа.

Гранитный слой земной коры формируется в результате вторжения магмы в трещины земной коры. Состоит из кремнезёма, алюминия и других минералов. Мощность гранитного слоя достигает 25 км. Снизу земная кора отделена от верхней мантии границей Мохоровичича или Мохо, установленной в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем. На границе происходит резкий рост скоростей продольных и поперечных сейсмических волн. Возрастает также плотность вещества. Граница Мохо может не совпадать с границами земной коры, по-видимому разделяя области разного химического состава: лёгкие кислые земной коры и плотные ультраосновные мантийные.

Слой лежащий под земной корой называется мантией. Мантия делится слоем Голицына на верхнюю и нижнюю, граница между которыми проходит на глубине около 670 км.

В пределах верхней мантии выделяется астеносфера — пластинчатый слой, в пределах которого скорости сейсмических волн понижаются.

Химический состав пород, слагающих литосферу. Литосфера доступна непосредственным исследованиям только в областях суши. Здесь можно изучать строение и состав земной коры, начиная от поверхности вплоть до значительных глубин, пользуясь теми естественными обнажениями, которые встречаются по берегам рек, морей и особенно по склонам сильно разрушенных гор. В общем можно сказать, что строение и химический состав горных пород, слагающих земную кору, более или менее достоверно нам известен приблизительно до глубины 15—16 км. Что же касается слоев, залегающих глубже, то о строении и составе их мы можем только догадываться. Основаниями для таких догадок служат гравиметрические исследования (т. е. изучение распределения сил тяжести), изучение сейсмических явлений (главным образом распространения волн землетрясений) и некоторые другие.

Исследования земной коры (до глубины 16 км) показали, что она состоит главным образом из пород   магматического  происхождения,   на долю которых приходится свыше 90%. Наибольшим распространением среди них пользуются граниты, из которых главным образом и сложена верхняя часть земной коры.

На основании анализов различных образцов   гранитов   (свыше   500) химический состав их рисуется нам в следующем виде:

Совершенно иной химический состав имеют те магматические породы, которые, являясь продуктами современных извержений, поднялись,, по-видимому, с больших глубин.

Породы первой группы, которые отличаются большим содержанием кремния (Si) и алюминия (А1), принято сокращенно обозначать символом Sial(от соединения Si+Al) или называть породами сиалическими. Породы второй группы, характеризующиеся большим содержанием магния (Mg), сокращенно обозначают символом Sima (от соединения Si+Mg) или называют симатическими (габбро, диориты, базальты и др.). Кроме химического состава, породы сиалические отличаются от пород симатических меньшим удельным весом (средняя плотность сиалических пород около 2,6, а симатических до 3).

Исходя из всех имеющихся в нашем распоряжении данных, мы можем сказать, что земная кора в верхней своей части состоит преимущественно из пород сиалических, а в более глубоких частях — из пород симатических.

11. Рельеф — это совокупность неровностей земной поверхности, характеризующих ту или иную часть ландшафта. Рельеф имеет различные очертания, размеры и происхождение.

Геоморфология — наука, занимающаяся изучением законов развития рельефа, его внешних признаков и географического распространения.

Рельеф земной поверхности изучают как один из компонентов географической среды с учетом взаимосвязей его с геологическим строением, поверхностными и подземными водами, растительностью, почвой и другими элементами природной среды. Рельеф тесно связан с возрастом и составом почвообразующих и подстилающих пород. Его влияние напочвообразование связано с разным притоком воды и тепла. Свойства почв также сильно зависят от рельефа, что необходимо учитывать в землеустройстве и, в частности, при организации территории полей севооборота.

В различных местах земной поверхности наблюдается большое разнообразие форм рельефа по размерам и происхождению. В связи с этим существуют морфометрическая и генетическая классификации форм рельефа.

Морфометрическая классификация. По этой классификации все формы рельефа подразделяются по размерам, по их высоте и горизонтальной протяженности.

Мегарельеф — крупнейшие формы рельефа, горизонтальные размеры которых измеряются сотнями километров при резком или слабом колебании высот. Площади этих форм рельефа занимают сотни тысяч квадратных километров (Уральские горы, Русская равнина, Западна-Сибирская низменность и т. д.). Разница в абсолютных отметках над уровнем моря находится в пределах 500...4000 м и более.

Макрорельеф — крупные формы рельефа, горизонтальная протяженность которых колеблется от 10 до 200 км. Разность высот измеряется десятками метров (водоразделы, террасы и поймы речных долин и др.). Некоторые исследователи понятия «мегарельеф» и «макрорельеф» объединяют в один термин — «макрорельеф».

Мезорельеф — средние формы рельефа, протяженность которых измеряется десятками, реже сотнями метров. Разность высот составляет 10...20 м, иногда более 30 м, например балки, овраги, песчаные гряды и др.

Микрорельеф — малые формы рельефа с колебаниями высот в пределах 1 м и протяженностью до нескольких десятков метров (небольшие понижения и повышения, степные блюдца, невысокие холмики др.).

Нанорельеф — мельчайшие формы рельефа в виде шероховатостей и неровностей поверхности с разницей относительных высот в несколько сантиметров и протяженностью менее 1 м (кочки, борозды, небольшие промоины, песчаная рябь).

Генетическая классификация. Эта классификация основана на объединении форм рельефа в группы в зависимости от их происхождения и наиболее активного фактора рельефообразования в данных условиях. Основные рельефообразующие факторы — тектонические движения земной коры и климат. Эндогенные процессы создают неровности земной поверхности, а климат влияет на экзогенные процессы, которые стремятся выровнять эти неровности.

Эндогенные процессы создают формы рельефа, обусловленные молодыми тектоническими движениями (вулканические, грязе-вулканические формы и др.)

Экзогенные процессы образуют формы рельефа, обусловленные деятельностью поверхностных текучих вод, силами гравитации, деятельностью снега и льда, талых ледниковых вод, морских, озерных и подземных вод, развитием вечной мерзлоты, деятельностью ветра, животных, растений, человека.

Рассмотрим формы рельефа, сформированные под влиянием эндогенных и экзогенных процессов.

Эндогенные процессы вызывают движение литосферы, образование складок, разломов, землетрясения и вулканизм. Складкообразование происходит под влиянием бокового давления в земной коре и обусловливает горообразование. При этом формируются складки, обращенные выпуклостью вверх — антиклинали, и складки, обращенные выпуклостью вниз — синклинали, или мульды. В рельефе молодых складчатых гор существует связь с антиклиналями и синклиналями. Огромные антиклинали наблюдаются в горных системах (Главный хребет на Кавказе, горы Тянь-Шаня, Памира и др.). Образование гор происходило в областях максимального проявления сил внутренней динамики Земли. С ослаблением интенсивности внутренних процессов скорость роста горных хребтов замедлялась и, наконец, прекращалась. В действие вступали экзогенные факторы, которые все более и более нивелировали горный рельеф до тех пор, пока не сформируется полого-всхолмленная равнина — пенеплен. Эта территория постепенно переходит в платформу, в основании которой лежат породы, сформированные в период складкообразования. Платформа сложена магматическими и метаморфическими породами, сильно перемешанными, разбитыми трещинами на блоки разной конфигурации. На этом кристаллическом фундаменте постепенно накапливаются осадочные породы из песка, глин, суглинков и других пород.

В течение геологических эпох платформы могут медленно подниматься, образуя на огромных территориях поднятия — антеклизы и обширные депрессии — синеклизы. Антеклизы характеризуются небольшой мощностью осадочных пород, а в наиболее прогнутых областях платформы мощность осадков может превышать 5...6 км.

На обширных платформах, в свою очередь, выделяются такие структурные элементы, как зоны поднятия, валы, впадины и прогибы.

Фундамент Русской платформы формировался в течение миллиардов лет, то опускаясь ниже уровня моря, то поднимаясь над ним. Осадочные породы здесь имеют значительную толщу, например, на территории Московской области они часто превышают 1,5 км.

Землетрясения происходят в результате обвалов сводов над пустотами в Земле, вулканического действия, последствий образования складок, поднятий и опусканий земной коры. При этом изменения рельефа связаны с появлением трещин и разрывов шириной от нескольких сантиметров до 10 м и более. При землетрясениях происходят обвалы и оползни, а наиболее сильные из них вызывают провалы или опускания земной поверхности.

Эпейрогенические вековые движения земной коры совершаются медленно на огромных территориях. Под их влиянием происходят трансгрессия (наступление) и регрессия (отступление) моря, изменяется рельеф.

Показателями медленного поднятия суши служат древние береговые линии, которые наблюдаются по берегам морей, а об опускании суши говорят подводные континентальные террасы. Например, около Севастопольской бухты есть две террасы на глубине 100 м, а сама бухта раньше была долиной реки.

Рельеф — фактор, качественно изменяющий влияние двух первых климатообразующих факторов. Горные поднятия и хребты имеют специфический температурный режим и режим осадков в зависимости от экспозиции, ориентации склонов и высоты хребтов. Они могут отражать большое количество солнечной энергии, создавать обширные затененные горные районы, а наиболее высокие вершины, удаленные от равнины на тысячи метров, солнечной энергии получают меньше и нередко покрыты льдами и снежниками в течение года. Горы служат механическими преградами на пути движения воздушных масс и фронтов, в ряде случаев являются границами климатических областей, иногда изменяют характер атмосферы или исключают возможность обмена воздухом. На поверхности Земли немало районов, где благодаря этому выпадает или очень много осадков, или их недостаточно. Так, сухость Центральной Азии объясняется тем, что по ее окраинам возвышаются мощные горные системы.

В горах климатические условия меняются с изменением высоты: с ее увеличением понижается температура воздуха, атмосферное давление падает, влажность убывает, количество осадков возрастает до определенной высоты, а затем уменьшается, ветер сложно меняется по скорости и направлению, изменяются и другие показатели климата. Все это позволяет выделить специфические для гор высотные климатические пояса.

Влияние равнинных поверхностей суши и поверхности Мирового океана сказывается в том, что они практически не искажают прямого воздействия двух первых климатообразующих факторов, получая соответствующее широте количество тепла и не искажая направления и скорости движения воздушных масс.

Кроме главных существуют факторы, оказывающие существенное влияние на климат в определенных (зачастую обширных) районах. В частности, распределение суши и моря и удаленность территории от морей и океанов. Суша и море нагреваются и охлаждаются по-разному. Морские воздушные массы существенно отличаются от континентальных, но при продвижении в глубь материков они изменяют свои свойства. Поэтому на одной и той же широте наблюдаются значительные различия в температурном режиме и распределении осадков. Так, на параллели 60° с.ш. средняя температура января в Атлантике 0°, в Санкт-Петербурге уже -8°, в Приуралье -14°, на Енисее -30°, а на Лене -40°С. Количество осадков уменьшается в этом же направлении: в прибрежных районах Норвегии их выпадает свыше 1000 мм, в Европейской части России — около 500 мм,в Восточной Сибири — около 300 мм в год. Различны и другие показатели климата. Эти различия между прибрежным и внутриконтинентальным климатом позволяют выделить два подтипа климатов: морской и континентальный (иногда выделяют промежуточный подтип — переходный от морского к континентальному).

12. ГЕОСИСТЕМА (от греч. geo - Земля и systems - целое, составленное из частей) - фундаментальная категория геоэкологии. 1) по В. Б. Сочаве, который ввел понятие, геосистема - особый класс управляющих систем, земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы (геоморфологические, климатические, гидрологические и др. и экосистемы) находятся в системной связи друг с другом - объединены процессами гравитационного перемещения твердого материала, влагооборотом, биогенной миграцией хим. элементов, взаимодействуют с космической сферой и человеческим обществом как определенная целостность. По данной трактовке геосистема выступает как синоним терминов «географический ландшафт» (в его общем понимании) и «природный территориальный комплекс». Такая трактовка не может быть принята, т. к. большинство геоситем ландшафтными комплексами не являются; 2) сложные земные образования, включающие в себя одновременно элементы природы, населения и хозяйства.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОСИСТЕМ - классификация их по уровню интеграции на: монокомпонентные (морфосистемы, фитосистемы, педосистемы и др.), бикомпонентные (хионо-морфосистемы, фитопедосистемы и др.), полные природные (ландшафтные), комбинированные (природно-технические, геосоциоэкосистемы и др.), тотальные (геосистемы взаимодействия «природа - население - хозяйство», составляющие окружающую человека среду и включающие самого человека). По размерности геосистемы в первом приближении делятся на локальные (топологические), региональные и глобальные. Верхнее классификационное звено геосистем на глобальном уровне всех средовых и межсредовых геосистем всегда представлено одним множеством: атмосфера, литосфера, биосфера, педосфера, эпигеосфера, ландшафтная сфера, социобиотехносфера. Геосистемы, выделяемые по отношениям динамической связи (каскадные геосистемы, они же парадинамические ландшафтные комплексы, или геосистемы пространственного взаимодействия) и геосистемы типа «процесс - отклик» классифицируются на циклы развития геосистем, ряды, серии, элементарные парадинамические системы. По характеру функциональных связей геосистемы делятся на изолированные, закрытые, открытые. В отличие от классификации ландшафтов классификация геосистем разработана слабо.

Динамика ландшафтов

Динамика – это изменения природного комплекса, не сопровождающиеся преобразованием его инвариантной структуры. Существуют следующие стадии динамики: ранняя, зрелости и финальная. Внутри стадий различают переменные циклические, серийные и устойчивые производные состояния. Динамика ландшафта объединяет, самые разнородные явления и процессы, в связи с чем возникает необходимость в ее расчленении и типологии. Она делится на хорологическую, структурную, временную, и направленную

Хорологическая динамика – это динамика ареала, пространственное изменение границ ландшафтных комплексов. Классический пример хорологической динамики – смещение природных зон. В литературе проблема смещения зон обсуждается с 80-х гг. 19 века с работ Ф. Кеппена и В. В. Докучаев, писавших о смене природных зон на Русской равнине. При изучении ландшафтных комплексов необходимо учитывать

проявления хорологической динамики. Непрерывные пространственные изменения претерпевает береговая линия морей, озер и рек; продвигается вперед или отступает кромка ледников, движется вверх к водоразделу овраг и т.д. Хорологическая динамика комплексов поддается количественному выражению и давно служит предметом изучения в стационарных и полустационарных условиях, а отчасти и во время полевых маршрутов. Структурная динамика – это изменение морфологического строения

ландшафтного комплекса и взаимосвязей между слагающими его структурными частями. Например, завальное озеро в горах или только что заполненный пруд в балке на равнине постепенно зарастает тростниково- камышовой растительностью, то есть появляются новые фации и урочища. Или в сложном балочном урочище образовались короткие боковые овраги и небольшие карстовые воронки. Балка как тип урочища сохранилась, но изменилась ее морфологическая структура за счет появления новых фаций – боковых оврагов и провальных воронок.

Перестройка в структуре часто бывает настолько значительной, что изменения в ландшафте выходят за рамки внутритиповых и один тип ландшафтного комплекса переходит в другой. Например западины на ОкскоДонской низменности во влажные годы могут быть озерами, а в сухие – кочкарными болотами.Понятие временной динамики объединяет все изменения в ландшафте, связанные со временем, – длительностью и характером ритмичности динамических проявлений. Различают три ее вида. Динамика функционирования – моментальный (время наблюдения)

срез процессов обмена веществом и энергией в ландшафтном комплексе. Это

своего рода элементарная точка отсчета временной динамики ландшафта. Из

сопоставления таких срезов времени в различные часы и дни наблюдений

складываются представления о динамике ландшафта. Ее изучают на физико-

географических и биогеоценологических стационарах, метеорологических и

стоковых станциях. Циклическая динамика – изменения в ландшафтном комплексе по

замкнутому кругу в более или менее строго очерченные отрезки времени.

Широко известные проявления циклической динамики – суточные, лунно-

суточные и сезонные изменения в ландшафте.Суточная динамика. Смена дня и ночи влечет за собой изменения в температуре, влажности и движении воздуха на протяжении суток. Например, суточное изменение погоды летом в Воронежской области. Эта динамика характерна для геоморфологических процессов, особенно в районах физического выветривания (пустыни, нивальные зоны), прослеживается в суточных изменениях в жизни биоты. Лунно-суточная динамика связана с приливно-отливными изменениями в ландшафте, вызванными суммарным притяжением Луны и

Солнца. Под влиянием приливов на низких побережьях образуются специфические земноводные ландшафты: мангровые леса в тропиках, ватты и марши в Западной Европе, лайды на побережье Северного Ледовитого океана в России. Сезонная (годичная) динамика. Степень выраженности и факторы, ее обусловливающие, неодинаковы на разных широтах. Контрастны и хорошо выражены все четыре сезона года в умеренном поясе, на севере субтропиков и на юге арктических поясов. Определяющим ее фактором здесь служит изменение термических условий. В зоне тропических саванн и переменно-влажных лесов ведущим фактором сезонной динамики становится изменение условий увлажнения и наличие сухого и влажного сезонов. Наибольшее воздействие эта цикличность оказывается на биоту, вызывая фенологические изменения. Изменяется интенсивность и особенности геоморфологических процессов, водные объекты изменяют свою водность, преесыхаюи или покрываются льдом и пр. Помимо перечисленных выделяется также сезонная динамика. Периодическая динамика – изменения ландшафта с повторением его состояний, напоминающим исходное, в сроки различной продолжительности. Наглядный пример периодической динамики – повторение тяжелых засух в лесостепных и степных районах или суровых малоснежных зим,

землетрясения и вулканические извержения, трансгрессии и регрессии морей, смена ледниковых эпох межледниковыми. Все эти изменения характеризуют периодичность длительной во времени направленной динамики ландшафтных

Одной из разновидностью периодической динамики является флуктуирующая (пульсирующая) динамика – незначительные, колебательного характера изменения ландшафтного комплекса. Например изменение травостоя злаковых степей или пойменных лугов в различные по условиям увлажнения годы, когда в травостое преобладают различные виды растений.

Направленная динамика, или динамика развития предполагает устойчивые, односторонне направленные изменения ландшафта с неоднократной сменой его состояний и трансформацией структур. Под состоянием комплекса понимают среднюю динамику его функционирования на протяжении минимального срока существования ландшафта. Трансформация структур при направленной динамике выражается в смене одного типа ландшафтного комплекса другим. Зарастание озера

озерно-болотной растительностью, переход его в низинное болото, низинного болота – в переходное, переходного – в сфагновое верховое. Направленная динамика с ее изменением структур и переходом одного типа комплекса в другой есть не что иное, как развитие комплекса. Процесс развития и разномасштабных комплексах и разных временных отрезках неоднозначен. И, тем не менее, ему присуща одна общая структура, выражающаяся в чередовании ускоренных и замедленных фаз и этапов:

ускоренная (революционная) фаза - замедленная (эволюционная) фаза : ускоренный (сукцессионный) этап - замедленный (стабильный) этап. Любое развитие протекает не прямолинейно. По своей направленности развитие принято делить на прогрессивное и регрессивное. Первое из них предполагает движение от низшего к высшему, от простого к более сложному, второе – от высшего к низшему.

устойчивость и динамика ландшафта

Все обратимые изменения ландшафта образуют его динамику, тогда как необратимые смены составляют сущность его развития. Инвариант – это совокупность возможных относительно обратимых состояний геосистемы, в пределах которой ее можно идентифицировать самой себе. Под состоянием геосистемы подразумевается упорядоченное соотношение параметров ее структуры и функций в определенный промежуток времени. Динамика (изменения) ландшафта связана с его устойчивостью: именно обратимые динамические смены указывают на способность ландшафта возвращаться к исходному состоянию, т.е. на его устойчивость. Под устойчивостью системы подразумевается ее способность сохранять структуру при воздействии

возмущающих факторов или возвращаться в прежнее состояние после нарушения. Проблема устойчивости ландшафта приобретает важное практическое значение в связи с нарастающим техногенным "давлением".

Ландшафт, как и любая геосистема, несомненно обладает устойчивостью в

определенных пределах. Устойчивость не означает абсолютной стабильности, неподвижности. Напротив, она предполагает колебания вокруг некоторого среднего состояния, т.е. подвижное равновесие. Чем шире естественный, "привычный" диапазон состояний, тем меньше риск подвергнуться необратимой трансформации при аномальных внешних воздействиях. В саморегулировании геосистем особенно большую роль играет биота - важнейший стабилизирующий фактор благодаря ее мобильности, широкой приспособляемости к абиотическим факторам, способности восстанавливаться и создавать внутреннюю среду со специфическими режимами - световым, тепловым, водным, минеральным. Роль других компонентов в поддержании

устойчивости неоднозначна и подчас противоречива. Климат и влагооборот

быстро реагируют на входные воздействия и сами по себе крайне неустойчивы,

но быстро восстанавливаются. Твердый фундамент - один из наиболее

устойчивых компонентов, но в случае нарушения не способен

восстанавливаться, и поэтому его нарушение ведет к необратимым изменениям

в ландшафте. Стабильность твердого фундамента, таким образом, важная

предпосылка устойчивости ландшафта. Степень устойчивости геосистем

пропорциональна их рангу. Фации наименее устойчивы к внешним

воздействиям и наименее долговечны. Ландшафт - система значительно более

устойчивая, о чем наглядно свидетельствуют наблюдения над его реакцией на

преднамеренное и непреднамеренное вторжение человека с его хозяйственной

деятельностью. Динамика – это процесс движения, изменения, развития чего-

либо под влиянием внешних или внутренних факторов. Природные геосистемы

– системы динамичные. В них постоянно идут круговороты и взаимообмены

вещества и энергии, а сами они являются транзитными звеньями

крупномасштабных круговоротов. Круговороты не полностью замкнуты,

поэтому, развиваясь, геосистемы постепенно претерпевают изменения. Знание

свойств, закономерностей структурной организации, функционирования и

развития ландшафтных геосистем позволяют оптимизировать их хозяйственное

использование, прогнозировать и предусматривать меры защиты от возможных

неблагоприятных природных явлений.

Состояние природной геосистемы - это определенный тип и упорядоченное соотношение параметров ее структуры и функционирования, ограниченные некоторым отрезком времени. Смена одного состояния другим, сопровождающаяся изменением структуры и функционирования геосистемы, называется динамикой геосистем. То есть динамика геосистем - это 9 9 54 пространственно-временные изменения их состояния. При смене погодных условий, времени суток и года, разных по климатическим параметрам лет и многолетних периодов, связанных с циклами

солнечной активности, геосистемы, изменяя структуру и функционирование

(состояния), адаптивно подстраиваются к ним. Примеры состояний: а) зимние,

летние; б) влажные; засушливые и т.п. Так, в ландшафтах средней полосы

России в течение года наблюдаются следующие изменения их состояний.

Зимой нет фотосинтеза, замедляются процессы разложения и минерализации

органики, практически отсутствует поверхностный сток на междуречьях; в

структуре геосистем участвует сезонный компонент - снежный покров,

формирующий свой геогоризонт, промерзают почвы, образуется ледяной

покров на водоемах. В весеннее время процессы снеготаяния сопровождаются

стоком талых вод, активным плоскостным смывом и линейной эрозией на склонах, особенно на слабозадернованных участках, половодьями на реках. С апреля и летом активно идет фотосинтез, биопродуцирование и минерализация органических остатков. То есть от сезона к сезону и в разных погодных условиях природные геосистемы изменяют свои состояния, а именно поразному функционируют и даже бывают представлены различными вариантами их вертикальной и горизонтальной структуры. Геосистемы изменяют свои структуры и функционирование и при переходе от одной стадии развития к другой (молодости-зрелости-старения). Итак, динамика геосистем - это смена их состояний. Различают несколько видов естественной ландшафтной

динамики:• динамика функционирования,• развития, эволюции,• катастроф (или революций),• и восстановительных сукцессий.

Каждый из них характеризуется преобладанием той или иной формы

развертывания событий (смен состояний) во времени. Динамика функционирования - ведущая роль принадлежит ритмической смене обратимых состояний геосистем, связанных с круговоротами вещества и энергии и с ритмами внешней среды (планетарными, солнечными). Если говорить о функциональной динамике геосистем вообще, то пространственную и временную ее характеристики рассматривают как относительно равнозначные составляющие.