Электронный вариант лекций по курсу «Землеведение» для студентов 1 курса (2 семестр) (Пбаш, Пимно до) (стр. 3 из 15)
Тепловой режим Венеры определяется близостью к Солнцу и характером атмосферы. Нагревание влияет на формирование химического состава атмосферы: она на 97% состоит из углекислого газа, азота – не более 2%, кислорода практически нет, а водяного пара близ слоя облаков обнаружено не более 0,1%. Поверхность Венеры нагрета до 4800 С. Благодаря приливному трению, значительному при небольшом удалении от Солнца, Венера медленно вращается вокруг оси.
Марс – последняя планета из группы земных – для науки представляет наибольший интерес, так как она – единственная, кроме Земли, планета в Солнечной системе, где возможно существование живых организмов, хотя бы примитивных. Многие физические условия на этой планете не противоречат появлению живого вещества. Марс облетели и сфотографировали с близкого расстояния несколько АМС. По размерам Марс вдвое меньше Земли. Марс лишен тяжелого ядра. Отсутствие тяжелого ядра ограничивает развитие биосферы.
Вокруг своей оси Марс вращается быстро, за 24 часа 37 мин. – почти так же как Земля. Ось вращения наклонена к плоскости орбиты на 65004/. Это определяет смену сезонов года. Но марсианский год продолжается 687 земных суток. Находясь от Солнца в 1,5 раз дальше Земли, Марс и тепла получает в 2,5 раза меньше, чем наша планета. У Марса, как и у Земли, есть атмосфера. Однако вследствие малой массы планеты атмосфера очень разряженная. Воздух на Марсе полностью состоит из СО2, есть незначительное количество азота и аргона. Обнаружен водяной пар, но его очень мало.
Климат Марса благодаря значительному удалению от Солнца и разряженной атмосфере – холодный и резко континентальный. Днем t может достигать до +200С, а ночью падает до
-450. Воды в жидком виде на поверхности Марса нет, всюду вечная мерзлота, препятствующая подъему грунтовых вод. Вода все же проникает в атмосферу, но в разряженном воздухе быстро испаряется.
Движение земли вокруг солнца. Вращаясь вокруг своей оси, Земля в тоже время движется вокруг Солнца со скоростью 30 км/с. При такой большой скорости она совершает полный оборот вокруг Солнца в течение примерно 365 суток/5часов 48 мин 46 секунд, проходя за это время 937 млн.км. Путь, по которому Земля обращается вокруг Солнца, называется орбитой (рис. 1.1.). Орбита представляет собой замкнутую кривую, имеющую форму эллипса (овала). Земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66о30’. При движении земля сохраняет угол наклона оси к плоскости орбиты, вследствие чего северное и южное полушария получают одновременно неодинаковое количество света и тепла. От этого происходит смена времен года.
 |
Рис.1.1. Орбита движения Земли
Если бы земная ось не имела наклона, а была перпендикулярна плоскости орбиты, то продолжительность дня и ночи была бы одинаковой (12 часов), и не было бы никаких смен времен года. В день зимнего солнцестояния, 22 декабря, Земля северным полушарием повернута от Солнца, южным – к Солнцу, поэтому угол падения солнечных лучей на земную поверхность в северном полушарии наименьший, с ним связано минимальное поступление солнечной радиации – устанавливается зима. В южном полушарии – лето.
В день летнего солнцестояния, 22 июня, земной шар обращен к Солнцу северным полушарием, южным – от Солнца. В это время у нас Солнце занимает наиболее высокое положение на небосводе – устанавливается лето. В южном полушарии – зима. В дни равноденствия – 21 марта, 23 сентября – оба полушария освещаются одинаково, устанавливается переходный сезон.Рис.1.2. Времена года
Единицей измерения времени является год (рис.1.2) – отрезок времени, за который Земля совершает оборот вокруг Солнца. Этот отрезок не имеет целого числа дней, а состоит из 365 дней, 5 часов, 48 мин, 46 секунд и называется тропическим годом. Пользоваться тропическим годом неудобно. Каждый год остаток сверх целого числа дней, переходил бы в следующий год. Новый год начинался бы не в 0 часов 1 января, а на 6 часов позднее. В 46 г. до н. эры при Ю. Цезаре в Риме был принят юлианский календарь, где остаток целого числа дней, принятый округленно за 6 часов, за 4 года составляет полные сутки. Поэтому каждый 4 год к 365 дням прибавляется 1 день. Такой год называется високосным. Признаком високосных годов является их делимость на 4. В связи с округлением 5 часов, 48 мин, 46 секунд до 6 часов юлианский год больше тропического на 11 мин 14 сек. Хотя разница и небольшая, но за длительное время она становилась существенной. В XVI веке эта разница достигла уже 10 суток. В России календарь нового стиля введен 1 февраля 1918 года, разницу между старым и новым стилем (13 дней) исправили путем перенесения 1 февраля на 13 дней вперед. Вместо первого февраля стали считать 14 февраля и так далее.
Местное время. Местное время – это время на одном меридиане. Местным временем пользоваться неудобно. По мере перемещения на восток или запад приходилось бы переставлять стрелки часов. Чтобы избежать этого, введено так называемое международное время.
Весь земной шар разделен на 24 пояса соответственно количеству часов в сутках. Каждый пояс, т.о., охватывает 15о по долготе. Нумерация поясов установлена с запада на восток, начиная от нулевого или гринвичского меридиана. Границы между поясами проводятся по меридианам. БываЮт отклонения в связи с необходимостью проводить их по государственным или административным границам.
Декретное время. С целью экономии электроэнергии и более полного использования населением солнечного освещения в утренние часы, 1930 г. в нашей стране во всех поясах часовые стрелки переведены на час вперед.
Лекция 3. Формы и размеры Земли. Значение шарообразности Земли. Земля – сфероид. Земля-геоид
Земля – самая крупная из внутренних планет и самая массивная. При непосредственном наблюдении на местности поверхность Земли кажется плоской. Такой ее считали в древности. Много времени и усилий потребовалось человечеству, чтобы убедиться, что Земля имеет шарообразную форму. Когда и кто впервые это понял, в точности неизвестно, бесспорно, это было давно.
Значение шарообразности Земли. До V века до н.э. представление о форме Земли основывалось на чувственном восприятии: она считалась плоской, дискообразной, окруженной мифической рекой Океан. В IV в. до н.э. пифагорейцы создали учение о шарообразности Земли. Оно не выводилось из опытных наблюдений, а основывалось на логике: Земля как совершенное тело должна иметь и “совершенную” форму – шаровую. Представление о шарообразности Земли утвердилось не сразу.
Они были произведены после того, как Аристотель (IV в. до н.э.) доказал, что Земля – шар. Эратосфен (III в. до н.э.) высчитал его размеры, получив удивительно близкие к действительной длине большого круга – около 40000 км Он исходил из того, что в день летнего солнцестояния в городе Сиене (теперь Асусен, Египет) Солнце, находясь в зените, отражается в глубоких колодцах. В Александрии (790 км севернее Сиены), в это время солнечные лучи падают не вертикально, а под углом в 7о12' (угол был определен при помощи скафиса). Эратосфен рассмотрел расстояние между Александрией и Сиеной как часть дуги земной окружности, которая равняется 790 км, и определил длину дуги в 1о – 107 км, а после определил, чему же равны все 360о, т.е. получил 39500 км
Концепция шарообразной Земли произвела переворот в мировоззрении о представлении, о пространстве и имела огромное значение в развитии естествознания и философии.
1. Шаровая фигура при минимальном объеме концентрирует максимальную массу материи. Вещество планеты сжимается, внутри формируется центральное ядро и оболочки. Оболочечное строение Земли – одно из самых фундаментальных ее свойств. Внутри тела Земли господствуют силы тяготения, в атмосфере – силы сцепления.
2. Солнечные лучи на шаровую поверхность падают в разных широтах, под разными углами (рис.1.3). Это создает сферическое термическое поле Земли – количество тепла от экватора к полюсам уменьшается, формируются термические пояса – жаркий, два умеренных и два холодных. Распределение тепла по земной поверхности – главная причина формирования климатов.
Шарообразная форма планеты обуславливает постоянное разделение ее на освещенную дневную и неосвещенную ночную половины. Вместе с вращением вокруг оси это определяет суточную ритмику теплового режима географической оболочки.
Земля – сфероид. Фигуры планет создаются действием сил двух родов:
а) тяготения, которые формируют шаровую форму (на Земле силы тяготения в сотни раз больше, чем сцепление стали, на малых небесных телах, например астероидах, действуют силы сцепления, поэтому эти тела не имеют шаровой формы);
б) центробежными от осевого вращения, которые вызывают полярное сжатие (сплюснутость) и определяют сфероидальную форму.
 |
Рис. 1.3. Углы наклонов солнечных лучей на шаровую
поверхность Земли
Центробежная сила придала Земле форму эллипсоида вращения, поверхность которого ближе к центру Земли у полюсов и дальше от него у экватора, подобно поверхности колец, сжимающихся при вращении.
Отступление эллипсоида от шара невелико – всего 21,5 км на полюсах (рис.1.4). Для процессов, происходящих в географической оболочке, распределения тепла, движения воздушных масс, расселения растений и животных – это не имеет значения.
Рис. 1.4. Форма эллипсоида Земли. Rn – 6356,8 км; Rэ – 6378,3 км; Rэ – Rn = 6378,2– 6356,8 = 21,5 км