1

Загальне землезнавство — одна з фундаментальних навчальних дисциплін у системі географічної освіти. Роль цього важливого географічного предмета невпинно зростає з екологі-заціею освіти на всіх її рівнях, потребою розробки заходів з охорони природи нашої унікальної планети і впровадження їх у всі сфери людської діяльності.

Об'єктом вивчення землезнавства є географічна оболонка Землі — зовнішній шар планети, в якому стикаються, взаємо-проникають і взаємодіють між собою літосфера, гідросфера, атмосфера і біосфера. Формування і розвиток оболонки відбуваються під одночасним впливом внутрішніх і зовнішніх сил Землі. Постійна взаємодія ендогенної енергії, джерелом якої є внутрішнє тепло Землі, з екзогенною сонячною енергією робить усі фізико-географічні процеси в оболонці надзвичайно напруженими і різноманітними; ці процеси перебувають у постійному розвитку. Географічна оболонка є колискою життя на Землі. Лише на певному етапі її еволюції змогли виникнути живі організми. Вершиною розвитку біосфери стала поява людини. Згодом під впливом господарської діяльності людини змінився природний розвиток як окремих компонентів, так і оболонки в цілому. Нині антропогенний вплив на навколишню природу досяг нечуваних масштабів і проявляється в усіх куточках планети.

Сучасний екологічний стан став реальною загрозою для здорового існування людей в багатьох регіонах планети і навіть у деяких країнах в цілому. Серед них, на жаль, слід назвати й Укріпну. Тому зараз дуже важливе значення мають узагальнення результатів комплексних досліджень антропогенного впливу на довкілля, пізнання і реалізація можливостей управління глобальними процесами з метою збереження навколишньої природи, відвернення екологічної катастрофи.

Систематична і всезростаюча експлуатація людством природних ресурсів призвела до глобальних негативних змін, а місцями і незворотних перетворень у природі. Тому землезнавство глибоко і всебічно аналізує наслідки, до яких призвело втручання людства у навколишню природу. Дослідженню цієї складної проблеми допомагають дані численних моніто-рингів, що здійснюються в різних куточках світу.

Сучасне землезнавство розв'язує ряд складних проблем взаємовідносин людини і природи шляхом створення науково обґрунтованих теоретичних розробок і втілення практичних заходів, спрямованих на охорону навколишнього середовища та його покращення. Проте в багатьох випадках є тільки здогадки щодо можливих наслідків від втручання у природні процеси з метою поліпшення чи конструктивного перетворення несприятливої природи окремих регіонів Землі. Шлях до розв'язання проблеми криється у більш досконалому вивченні природних умов і ландшафтів різних територій.

Завдання сучасного землезнавства — виявляти і вивчати загальні закономірності розвитку природи, що відбивають взаємозв'язки та взаємозумовленість її складових компонентів і завдяки яким вона функціонує як органічне ціле. Ці специфічні географічні закономірності не вивчає жодна інша наука. Вони, як і всі закони природи, об'єктивні й не залежать від волі людей. Але людина може пізнати закони природи й опанувати їх.

Основним завданням навчального курсу (предметом вивчення)є вивчення географічної оболонки, законів і закономірностей у природі з метою оптимізації навколишнього середовища.

Географічна оболонка Землі — предмет загального землезнавства (загальної фізичної географії).

3

Фізико-хімічні властивості океанічної води.  До таких властивостей належить насамперед: солоність, щільність, тиск, стисливість, оптичні і акустичні властивості. Солоність. Океанічна вода за хімічним складом є слабким (4%) розчином. У ній розчинені всі елементи, відомі на Землі, насамперед перші 20 елементів періодичної системи Мендєлєєва. До складу океанської води входять гази (переважно у вигляді молекул), солі – у вигляді іонів, комплексів і молекул, органічні речовини  - у молекулярних і високомолекулярних сполуках і в колоїдному стані. Солоність визначається як маса в грамах всіх твердих мінеральних розчинених речовин, що містяться в 1 кг морської води за умови, що бром та йод заміщені еквівалентною кількістю хлору, всі вуглекислі солі переведені в оксиди, а всі органічні речовини спалені при температурі 480°С. кількісно солоність виражається в тисячних частинах – проміле (‰). Маса солей, розчинених у океанські воді, практично залишається постійною і коливається від 33 до 37‰. Середня солоність Світового океану - 35‰ найвища солоність у тропіках, де наявні оптимальні умови для значного випаровування.  У екваторіальному поясі солоність знижена і становить 34,4‰. У помірних і полярних широтах солоність зменшується у напрямі полюсів. Солоність кожного океану дещо відрізняється. З глибиною солоність розподіляється дещо складніше. Там де солоність на поверхні підвищена, вглиб вона зменшується і навпаки. З глибини 2000 м солоність змінюється мало і становить34,6…35‰. У морях солоність досить різна внаслідок впливу стоку річок і кліматичних умов  навколишніх материків. Щільність океанічної води змінюється дуже мало, всього на кілька тисячних часток одиниці. Щільність океанічної води – це відношення питомої ваги океанічної води з її солоністю і температурою до питомої ваги еталона. За еталон беруть щільність дистильованої води при температурі 4°С, що дорівнює 103 кг/м3. Внаслідок солоності щільність океанської води становить 1,02474 г/см3.  Коливання щільності поверхневих вод за сезонами незначні. Тиск. Тиск в океані, відрізняється від атмосферного до сотень атмосфер в глибинних шарах. Тиск визначається за формулою Рh = ?gh , де ? – середнє значення щільності в шарі води; g – прискорення сили тяжіння, g=9,8 м/с2; h – глибина. На практиці для вимірювання тиску використовують бар /дацибар/. тобто встановлено, що збільшення глибини на І м збільшує тиск на І децибар. формальна відповідність глибини в метрах і тиску в децибарах широко використовується на практиці для заміни однієї величини на іншу. Акустичні_властивості вод. Вода - пружне середовище і тому в ній добре поширюються поздовжні пружні коливання, зокрема звукові. Швидкість звуку збільшується з підвищенням температури, солоності, глибини і не залежить від частоти коливань, тобто відсутня дисперсія. Для підводного зв’язку використовують ультразвукові хвилі /частота понад 20000 Гц/, які можна посилати спрямовано. Швидкість звуку в океані коливається в межах 1460...1600 м/с, тобто лише на 10%. Для вимірювання глибин океанів та морів за допомогою звукових сигналів використовують прилад ехолот, роль якого в океані порівнюють з роллю мікроскопа в мікробіології. Принцип дії ехолота полягає у вимірі часу, протягом якого звуковий сигнал йшов від корабля до дна і назад. Знаючи швидкість поширення звуку у воді й час, можна обчислити глибину. Оптичні властивості океанських вод. До оптичних характеристик вод океану належать освітленість, яскравість світла, коефіцієнти розсіяння,, поглинання, ослаблення, заломлення, проте для загальної характеристики оцінюють прозорість і колір води. Сонячні промені на межі вода – повітря відбиваються і заломлюються. Процес відбиття, заломлення і розсіювання світла складний. Заломлений промінь, що увійшов у воду, поглинається і розсіюється молекулами води і завислими частинками. Вода неоднаково поглинає світлові промені з різною довжиною хвиль.  Рівнева поверхня океанів і морів та причини її коливання. Рівнева поверхня – це вільна поверхня Світового океану. Вона є поверхнею перпендикулярною в кожній точці напрямку рівнодійної всіх сил. Вільна поверхня Світового океану повинна би мати форму геоїда. Відмінність геоїда від правильної геометричної фігури Землі зумовлена неоднорідністю мас Землі, а також різними типами земної кори. На цю поверхню впливає також атмосферний тиск. Поверхня океану приймається в якості нульової для відліку висот суші і глибин океану. Реальна поверхня океану постійно зазнає змін, які викликані хвилюваннями, припливами, течіями та іншими чинниками. Коливання мають різну амплітуду, період, що ускладнює визначення положення рівневої поверхні. В цілому поверхня Світового океану дещо піднята в екваторіальній зоні, а найбільше знижена в антарктичній. Найбільші підняття спостерігаються біля о. Нова Гвінея (+78 м) у Північній Атлантиці (+68 м), біля о. Шрі Ланка (-112 м), біля Австралії (-50 м), біля Каліфорнії (-56 м). Зміни рівневої поверхні можуть бути короткочасні, сезонні, багаторічні. Поверхня Світового океану змінюється в просторі і часі, тому коливання її рівня можуть бути періодичні і неперіодичні. Основні сили, які викликають коливання рівневої поверхні – космічні, фізико-механічні, геодинамічні (тектонічні рухи). 

4

Поняття про атмосферу

Атмосфера — це повітряна оболонка, яка оточує Землю і пов'язана з нею силою тяжіння. Атмосфера бере участь у добовому обертанні й річному русі нашої планети. Повітря атмосфери — суміш газів, у якому перебувають в завислому стані рідкі (краплинки води) і тверді частинки (дим, пил). Газовий склад атмосфери є незмінним до висоти 100—110 км, що зумовлюється рівновагою в природі. Об'ємні частки газів становлять: азот — 78 %, кисень — 21 %, інертні гази (аргон, ксенон, криптон) — 0,9 %, вуглець — 0,03 %. Крім того, в атмосфері завжди присутня водяна пара.

Крім біологічних процесів, кисень, азот і вуглець беруть активну участь у хімічному вивітрюванні гірських порід. Дуже важливою є роль озону 03, який поглинає більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, що у великих дозах є небезпечним для живих організмів. Тверді частинки, яких особливо багато над містами, слугують ядрами конденсації (навколо них утворюються краплі води і сніжинки).

Висота, межі й будова атмосфери

Верхню межу атмосфери умовно проводять на висоті близько 1000 км, хоча вона простежується набагато вище — до 20 000 км, але там вона дуже розріджена.

Через різний характер змін температури повітря з висотою, інших фізичних властивостей в атмосфері виділяють кілька частин, що відокремлюються одна від одної перехідними шарами.

Тропосфера — найнижчий і найщільніший шар атмосфери. Його верхню межу проводять на висоті 18 км над екватором та 8—12 км — над полюсами. Температура в тропосфері знижується в середньому на 0,6 °С на кожні 100 м. Для неї характерні значні горизонтальні відмінності у розподілі температури, тиску, швидкості вітру, а також утворення хмар і опадів. У тропосфері відбувається інтенсивний вертикальний рух повітря — конвекція. Саме у цьому нижньому шарі атмосфери в основному формується погода. Тут зосереджена майже вся водяна пара атмосфери.

Стратосфера поширюється в основному до висоти 50 км. Концентрація озону на висоті 20—25 км сягає найбільших значень, утворюючи озоновий екран. Температура повітря в стратосфері, як правило, підвищується з висотою в середньому на 1—2 °С на 1 км, досягаючи на верхній межі 0 °С і вище. Це відбувається за рахунок поглинання озоном сонячної енергії. У стратосфері майже немає водяної пари і хмар, а ураганні вітри дмуть зі швидкістю до 300— 400 км/год.

У мезосфері температура повітря знижується до -60...-100 °С, відбуваються інтенсивні вертикальні й горизонтальні переміщення повітря.

У верхніх шарах термосфери, де повітря дуже іонізоване, температура знову підвищується до 2000 °С. Тут спостерігаються полярні сяйва і магнітні бурі.

Атмосфера відіграє велику роль у житті Землі. Вона запобігає надмірному нагріванню земної поверхні вдень і охолодженню її вночі, перерозподіляє вологу на Землі, захищає її поверхню від падінь метеоритів. Наявність атмосфери є неодмінною умовою існування органічного життя на нашій планеті.

Походження атмосфери Землі. Атмосфера спочатку утворювалася разом з формуванням Землі. У процесі еволюції планети і в міру наближення її параметрів до сучасних значень відбулися принципово якісні зміни її хімічного складу і фізичних властивостей. Відповідно до еволюційної моделі, на ранньому етапі Земля знаходилася в розплавленому стані і близько 4,5 млрд. років тому сформувалася як тверде тіло. Цей рубіж приймається за початок геологічного літочислення. З цього часу почалася повільна еволюція атмосфери. Деякі геологічні процеси, (наприклад, вилив лави при виверженнях вулканів) супроводжувалися викидом газів з надр Землі. У їхній склад входили азот, аміак, метан, водяна пара, оксид CО і діоксид (CО₂ )вуглецю. Під впливом сонячної ультрафіолетової радіації водяна пара розкладалася на водень і кисень, але кисень, що звільнився, вступав у реакцію з оксидом вуглецю, утворюючи вуглекислий газ. Аміак розкладався на азот і водень. Водень у процесі дифузії піднімався нагору і залишав атмосферу, а більш важкий азот не міг відлітати і поступово накопичувався, стаючи основним компонентом, хоча деяка його частина зв'язувалася в молекули в результаті хімічних реакцій. Під впливом ультрафіолетових променів і електричних розрядів суміш газів, що були присутніми у первісній атмосфері Землі, вступала в хімічні реакції, у результаті яких відбувалося утворення органічних речовин, зокрема амінокислот. З появою примітивних рослин почався процес фотосинтезу, що супроводжувався виділенням кисню. Цей газ, особливо після дифузії у верхні шари атмосфери, став захищати її нижні шари і поверхню Землі від небезпечних для життя ультрафіолетового і рентгенівського випромінювань. Відповідно до теоретичних оцінок, зміст кисню, у 25 000 разів менше, ніж зараз, уже міг призвести до формування шару озону з усього лише вдвічі меншою, ніж зараз, концентрацією. Однак цього вже було досить, щоб забезпечити досить істотний захист організмів від руйнівної дії ультрафіолетових променів. Імовірно, що в первинній атмосфері утримувалося багато вуглекислого газу. Він витрачався в ході фотосинтезу, і його концентрація повинна була зменшуватися в міру еволюції світу рослин, а також через поглинання в ході деяких геологічних процесів. Оскільки парниковий ефект зв'язаний із присутністю вуглекислого газу в атмосфері, коливання його концентрації є однієї з важливих причин таких великомасштабних кліматичних змін в історії Землі, як льодовикові періоди. Присутній у сучасній атмосфері гелій здебільшого є продуктом радіоактивного розпаду урану, торію і радію. Ці радіоактивні елементи випускають a-частки, що являють собою ядра атомів гелію. Оскільки в ході радіоактивного розпаду електричний заряд не утворюється і не зникає, з утворенням кожної a-частки з'являються по два електрони, що, рекомбуючи з a-частками, утворюють нейтральні атоми гелію. Радіоактивні елементи утримуються в мінералах, розсіяних у товщі гірських порід, тому значна частина гелію, що утворилася в результаті радіоактивного розпаду, зберігається в них, дуже повільно злітаючи в атмосферу. Деяка кількість гелію за рахунок дифузії піднімається нагору в екзосферу, але завдяки постійному припливові від земної поверхні, обсяг цього газу в атмосфері майже не міняється. На підставі спектрального аналізу світла зірок і вивчення метеоритів можна оцінити відносний зміст різних хімічних елементів у Всесвіті. Концентрація неону в космосі приблизно в десять мільярдів раз вище, ніж на Землі, криптону – у десять мільйонів разів, а ксенону – у мільйон разів. Звідси випливає, що концентрація цих інертних газів, очевидно, що споконвічно були присутніми у земній атмосфері і не поповнювалися в процесі хімічних реакцій, сильно знизилася, імовірно, ще на етапі втрати Землею своєї первинної атмосфери. Виключення складає інертний газ аргон, оскільки у формі ізотопу⁴⁰Ar він і зараз утворюється в процесі радіоактивного розпаду ізотопу калію.

5

Рельєф дна Світового океану

Рельєф дна світового океану, як і суходолу, дуже різноманітний — є і підводні гори, і підводні рівнини. Основні його частини такі: шельф — прибережні частини материків з глибинами від 0 до 200 м (на карті позначений світло-блакитним кольором); материковий схил — це поверхня дна від 200 до 2 000 м, що різко обривається; ложе Світового океану — глибинна частина дна, тут виокремлюють підводні хребти й глибоководні рівнини.

Трапляються на ложі Світового океану й підводні вулкани з плоскими вершинами, а також глибоководні жолоби — довгі, вузькі зниження дна з найбільшими глибинами (мал. 7).

Мал. 7

Чому ж підводні хребти встояли перед руйнівною дією води? Виявляється, вони лежать на межі літосферних плит у зоні їх розходження. Тут по велетенських тріщинах у земній корі (рифтах) піднімається магма, що нагромаджується й добудовує гори.

Такі підводні гори на межі літосферних плит називають серединно-океанічними хребтами. Ці хребти досягають висоти 2 000 м (наприклад, Серединноатлантичний). Крім них, в океані трапляються окремі хребти (хребет Ломоносова в Північному Льодовитому океані).

Якщо вершини підводних хребтів виходять на поверхню води, вони утворюють окремі острови або їх групи (Курильські, Японські). Висновки 1. Рельєф дна Світового океану дуже різноманітний — є підводні гори і підводні рівнини, велетенські розломи (рифти) і серединно-океанічні хребти. 2. Основні частини рельєфу дна океану: шельф, материковий схил і ложе океану.

Будова земної кори під Світовим океаном.

Відомо, що земна кора під материками і під ложем океану побудована неоднаково. Тип земної кори, характерний для материків, називається материковим. Потужність материкової кори в середньому біля 35 км. Вона складається з трьох шарів. Верхній шар змінної потужності - осадовий. Нижче йде так званий гранітний шар, утворений з порід, в яких пружні хвилі поширюються зі швидкістю близько 6 км/с. Потужність його 15 - 17 км. Він підстилається так званим «базальтовим шаром», що складається з більш щільних порід (швидкість поширення пружних хвиль 6,5 - 7,2 км/с).

Земна кора під ложем океану називається океанічною корою. Її потужність в середньому в 5 раз менше потужності материкової кори, тобто дорівнює приблизно 7 км. При цьому (середні цифри) верхній шар - осадовий товщиною біля 1 км. Пружні хвилі в ньому поширюються зі швидкістю 1,5 - 4,0 км/с. Його підстилає «другий шар», товщина якого також біля 1 км, але він складається з більш щільних порід. Ще нижче залягає базальтовий шар товщиною близько 5 км.

6.

Карстово-суфозійні форми – утворились внаслідок карсту (печери, поди – пониження, які утворились в результаті просідання земної поверхні у карстові порожнини).

Карстовий рельєф сформувався там, де поширені розчинні у воді гірські породи — вапняки (у Кримських горах, на Причорноморській низовині), крейда (Середньоросійська височина, захід Поліської низовини, у межах якої карстове походження мають улоговини Шацьких озер), кам'яна сіль (Закарпатська низовина, західна частина Донбасу), гіпс (південь Подільської височини, у межах якої розташована друга за довжиною печера у світі — Оптимістична (протяжність усіх ходів — 214 км)).

Суфозійний рельєф поширений на плоскій поверхні низовин (Придніпровської та Причорноморської), перекритих лесами. Навесні тут застоювалася вода, яка розчиняла солі, що містилися в цих породах. Між частинками лесів утворювалися пустоти, і під власною вагою породи просідали. Так утворювалися осідання рельєфу — невеликі округлі «степові блюдця» (ЗО—40 м у діаметрі), а також великі западини — поди, які поширені на Причорноморській низовині.

Рельєф складається з форм, що сполучаються між собою, — тривимірних тіл, що займають певні обсяги земної кори. Вони обмежені двомірними (поверхневими) елементами, або гранями (схилами, горизонтальними й субгоризонтальними поверхнями). Форми можуть бути позитивними, або опуклими (височини, гори та ін.), і негативними, або ввігнутими (улоговини, річкові долини та ін.), простими й складними — ускладненими другорядними нерівностями. В залежності від величини форм розрізняють рельєф декількох порядків:

планетарні форми рельєфу (материкові виступи і ложа океанів),

мегарельєф (гірські системи, рівнинні країни),

макрорельєф (гірські хребти, міжгірські западини),

мезорельєф (горби, яри, підводні каньйони),

мікрорельєф (карстові воронки, лунковий або барханний рельєф),

нанорельєф (термітники, кротові купки).

Цей розподіл рельєфу є умовним, оскільки точні кількісні границі між наведеними категоріями не встановлені.

Антропогенні форми рельєфу — насипи, виїмки, канали, греблі, кар'єри, відвали, терикони тощо.

Рельєф — результат постійної взаємодії внутрішніх (вулканічних, тектонічних) і зовнішніх (денудація, акумуляція) геологічних процесів. Наслідком перших є вертикальні зміщення земної кори, наслідком других — вивітрювання, руйнування гірських порід, перенесення, відкладення та перевідкладення продуктів вивітрювання. Рельєф суші включає різновікові елементи зі слідами як висхідного, так і низхідного розвитку. Вивченням генезису рельєфу займається геоморфологія.

Тектонічні – форми рельєфу, які утворились внаслідок деформацій земної кори (Карпати, Кримські гори).

Вулканічні – утворились в результаті вулканічної діяльності (вулканічні хребти, грязьові вулкани).

Денудаційні – утворились в результаті денудації – руйнування гірських порід водою, льодом, вітром (Товтри).

Водно-ерозійні – утворились в результаті діє поверхневих вод (яри, балки, річкові долини).

Морські абразивні останці – утворенились в результаті абразії – руйнування берегів хвилями.

Морські акумулятивні останці – коси на морських узбережжях (Арабатська стрілка).

Льодовикові форми рельєфу (кари, цирки, моренові рівнини і горби).

Карстово-суфозійні форми – утворились внаслідок карсту (печери, поди – пониження, які утворились в результаті просідання земної поверхні у карстові порожнини).

Гравітаційні – утворились під впливом сили тяжіння (гравітації) в результаті обвалів, зсувів.

Еолові (піщані горби, дюни, бархани).

Антропогенні – форми рельєфу, які утворились в результаті діяльності людини (кар’єри, насипи, терикони, греблі).

Виділяють, також, планетарні форми рельєфу – це материки та океанічні западини.

Основними формами рельєфу є рівнини, низовини, височини і гори

7. припливи. Припливоутворюючі сили. Роль припливів у географічній оболонці

Припливи і відпливи — періодичні коливання рівня води (підйоми і спади) в акваторіях на Землі, які зумовлені гравітаційним тяжінням Мі­сяця і Сонця. 

Механізм припливних явищ досить складний. Основна їх суть полягає в тому, що Земля і Місяць — єдина система в обертальному русі навколо спільного центра ваги, який лежить всередині Землі на відстані приблизно 4800 км від її центра (рис. 10). Як і на всяке тіло, що обертається, на систему Земля — Місяць діють дві сили: притягання і відцентрова. Співвідношення цих сил на різних сторонах Землі неоднакове. На стороні Землі, оберненій до Місяця, сили притягання Місяця більші за відцентрові сили системи, і їх рівнодійна спрямована до Місяця. На стороні Землі, протилежній Місяцю, відцентрові сили системи більші за сили притягання Місяця, а їх рівнодійна спрямована від нього. Ці рівнодійні і є припливоутворюючими силами, вони викликають підвищення води на протилежних сторонах Землі.

Загальнопланетарне значення океанських припливів полягає у створенні приливної тертя. Припливи і відливи відіграють певну роль і в розвитку географічної оболонки. Вони беруть участь у перемішуванні води, у формуванні берегів, у створенні особливих екологічних умов в прибережній смузі моря. Дуже значна роль припливів у морському судноплавстві, будівництві портових споруд, захисту їх від руйнувань моря і занесення дрібними пісками. Кожна приливна хвиля несе величезну енергію. Там де припливи досить високі, ця енергія може бути успішно використана. 

8 Сучасні напрямки розвитку загального землезнавства

Землезнавство, загальна фізична географія — наука про будову довколишнього середовища людства (географічну оболонку). База у вирішенні сучасних глобальних проблем людства. Сучасний підхід землезнавства у пізнанні планетарних механізмів виходить з позицій феномена самоорганізації, тобто здатності самодовільно підтримувати, зберігати й удосконалювати власну організацію за умов постійного впливу зовнішніх чинників та внутрішніх перебудов. Саме в пізнанні цих аспектів планетарних механізмів полягає передумова науково обґрунтованого природокористування та стійкого розвитку людства.

Тобто завданням загального землезнавства є пізнання географічної оболонки, її структури і просторової диференціації. Іншими словами загальне землезнавство вивчає загальні географічні закономірності Землі.    В наш час дуже зріс вплив суспільства на природу, виник дефіцит природних ресурсів. Тому актуальними стають завдання цілеспрямо­ваного керування природокористуванням, спрямоване на задоволен­ня потреб суспільства в природних ресурсах з одного боку і на опти­мізацію природного середовища з другого (К.І. Геренчук та ін., 1984). Завдання оптимізації природного середовища розв'язуються на локальному, регіональному і глобальному рівнях. Глобальний рівень оптимізації відповідає всій географічній оболонці або досить значній її частині (півкулі, континенту, океану). Це якраз той рівень на якому необхідно знати закони будови, функціонування, динаміки і розвитку географічної оболонки. Оптимізація повинна полягати в спрямова­ному, розрахованому впливу, який повинен зачіпати механізми, що керують саморегулюванням. Такою вважає К.І.Геренчук концепцію загального землезнавства, єдиною наукою, що вивчає географічну оболонку як цілісну систему. Отже, сучасним завданням загального землезнавства є пізнання закономірностей будови і розвитку географічної оболонки для розробки системи оптимального керування процесами, що в ній відбуваються. Географічна оболонка під впливом виробничої діяльності суспільства набула нових рис.    Складовою частиною загального землезнавства є космічне землезнавство – міждисциплінарний напрям у науці, що синтезує на новому рівні наші знання про різні природні процеси, що відбуваються в надрах планети, на її поверхні. Воно включає як фундаментальні, так і експериментальні дослідження в ряді наук і науково-методичні дослідження в сфері отримання, передачі і обробки інформації з космосу. Крім цього зміст загального землезнавства включає і питання галузевих наук.

9. Зміна сонячної радіації в атмосфері. Види радіації .Розподіл сумарної радіації по земній поверхні .

Со́нячна радіа́ція — випромінювання Сонця, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль.

Сонячна радіація — головне джерело енергії для всіх фізико-географічних процесів, що відбуваються на земній поверхні і в атмосфері. Кількість сонячної радіації залежить від висоти Сонця, географічної широти місцевості, пори року, прозорості атмосфери. Для вимірювання сонячної радіації використовують актинометри і піргеліометри.

Сонячна радіація звичайно вимірюється за її тепловою дією і визначається в калоріях на одиницю поверхні за одиницю часу. нячна радіація – основне джерело енергії в географічній оболонці .

Пряма радіація — сонячна радіація, що доходить до земної поверхні у вигляді пучка паралельних променів, що виходять безпосередньо від сонячного диска.

Розсіяна радіація — сонячна радіація, що була розсіяна в атмосфері, надходить на земну поверхню з усього небокраю. У похмурі дні вона є єдиним джерелом енергії в приземних шарах атмосфери.

Сумарна радіація — сукупність прямої і розсіяної сонячної радіації, що надходить у природних умовах на земну поверхню. Вона залежить від географічної широти, висоти над рівнем моря, прозорості атмосфери і хмарності. У гірських районах розподіл сонячної радіації дуже складний, тому що її величина визначається також ще експозицією і крутістю схилів. Розподіл сумарної радіації представлено для рівнин і передгір'їв з абсолютними висотами до 600 м.

Кількість сумарної радіації зменшується від екватора до полюсів, оскільки кількість радіації, що досягла земної поверхні, залежить від кут падіння променів, тобто від широти місцевості. На всій території колишнього СРСР, крім деяких районів Середньої Азії, півдня Східного Сибіру і Далекого Сходу, узимку переважає розсіяна радіація, улітку — пряма сонячна радіація.

Відношення відбитої радіації до тієї, що надійшла на дану поверхню, називається альбедо. Різні типи поверхні володіють різними показниками відбиття сонячної радіації. Наприклад, вологий чорнозем має альбедо всього 5-10%, сніг відбиває 80-90% сонячної енергії.

Основним джерелом енергії в географічній оболонці є сонячна радіація. До земної поверхні доходить близько 5,5×1020 ккал/рік (за К.К.Марковим). Частина сонячної радіації відбивається в атмосферу, а основна частина поглинається літосферою і гідросферою, викликаючи їх нагрівання і випаровування води. На випаровування води витрачається майже половина всієї сонячної енергії, що досягає Землі. Енергія, що досягла Землі, у взаємодії з гравітацією зумовлює циркуляцію атмосфери і гідросфери. Привівши в дію різноманітні процеси, що протікають в географічній оболонці, сонячна радіація майже повністю перетворюється в тепло і в такому виді знову повертається в Космос. Але цей кругообіг не замкнений, бо частина сонячної енергії акумулюється географічною оболонкою (біосферою). Загальна кількість енергії, акумульованої зеленими рослинами (живими організмами) складає 1019 ккал.

10. Основні риси будови Всесвіту та його еволюція

Наша Земля є маленькою складовою частиною єдиного матеріального світу, який називається Всесвітом. Всесвіт охоплює весь безмежний космічний простір і складається з численних зірок, хмар пилу і газу, міжзоряної речовини. Зоряне небо вивчається протягом багатьох віків. Зараз спостереження за зорями ведуть астрономи, а вивченням законів руху планет, будови і розвитку небесних тіл та їх систем займається астрономія. У міру вдосконалення телескопів вчені все глибше проникають до таємниць Всесвіту. Доступну для досліджень частину Всесвіту називають Метагалактикою. Сучасні оптичні прилади дають змогу спостерігати зоряні системи, віддалені від нашої планети на 5—6 млрд світлових років, а за допомогою радіотелескопів дослідники проникають ще далі — на відстань до 15 млрд світлових років. Зазначимо, що світловий рік — це відстань, яку світло проходить за 1 рік, поширюючись зі швидкістю близько 300 000 км/с.

Головними об'єктами Метагалактики є зоряні системи, або галактики. Кожна галактика — це величезне, до 100 —150 млрд, скупчення зірок, які утворюють різні за величиною і формою зоряні системи. До однієї з таких галактик, яка одержала назву Нашої Галактики, належать Земля і Сонце. Інші галактики мають вигляд невеликих плям еліптичної, спіральної або неправильної форми. їх ще називають позагалактичними туманностями.

У безкраїх просторах Метагалактики виявлено більше мільярда галактик. Деякі з них є потужними джерелами радіовипромінювання. Це так звані радіогалактики. Найбільш далекі небесні тіла, що випромінюють колосальні потоки енергії у вигляді радіохвиль і світла, називають квазарами. Вони світяться в сто разів яскравіше, ніж гігантські галактики. Природа квазарів поки що залишається нерозгаданою.

Наша Галактика — одна з рядових зоряних систем у світі галактик. В ній близько 150 млрд зірок. Велике скупчення їх утворює на нічному небі широку білясту смугу. Здавна цю смугу називають в Україні Чумацьким шляхом. Наша Галактика належить до типу спіральних. Розміри її величезні: діаметр диска приблизно 100 тис. світлових років, товщина в центральній частині — 12 тис. світлових років. В центрі диска, біля сузір'я Стрільця, розташоване ядро, яке складається з малих і великих зірок різної яскравості. В боки від диска відходять спіральні відгалуження, або рукава. Спіральні гілки складаються з молодих зірок, зоряних скупчень, хмар іонізованих газів водню та величезних хмар темної пилової матерії. Сонце знаходиться зліва від ядра в центральній площині галактики, на відстані 2/3 її радіуса (рис. 1). Вся внутрішня система (в тому числі і Сонячна) обертається навколо ядра приблизно за 200 млн років. Зовнішня частина Нашої Галактики рухається повільніше, оскільки ядро Галактики не переважає за масою інші її частини, як, наприклад, Сонце, яке незрівнянно більше за усі планети разом узяті.

В Нашій Галактиці існує загальне магнітне поле. Його силові лінії паралельні галактичній площині і роблять вигини біля спіральних відгалужень. При спалахах наднових зірок викидається в космос багато електронів зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Магнітне поле Галактики гальмує швидкі електрони, і це викликає нетеплові випромінювання на метрових і більш довгих хвилях. Встановлено, що іонізований гарячий водень, сконцентрований поблизу галактичної площини, посилає додаткове радіовипромінювання тільки з кільцевої зони Чумацького шляху.

Велика віддаленість зірок від Землі не дає можливості розглянути їх поверхню навіть за допомогою дуже сильних телескопів. У телескопі зірки видно як точки, що світяться. В цих "точках" зосереджено більше 98 % маси космічної речовини. Решта речовини знаходиться переважно у вигляді розрідженого міжзоряного середовища. За допомогою оптичних приладів астрономи визначають температуру, хімічний склад, фізичні властивості зірок, розраховують їх масу. Знаючи яскравість і відстань до зірки, можна скласти уяву про її розміри. Найбільші зірки назива­ють надгігантами, найдрібніші — білими карликами.

Колір зірок залежить від температури. При голубувато-білому кольорі температура становить 24 000 °К, білому 12 000 °К, жовтому — 5900 °К, червоному — 3500 °К. Темпера­тура найхолодніших зірок менша за 2000 °К, а найбільш гарячих — перевищує 1 000 000 °К. Особливо великі температури в ядрах зірок — мільярди градусів.

Деякі зірки змінюють свою яскравість, блиск та інші властивості дуже швидко — протягом доби, а то і секунд. До таких зірок належать нові і наднові зірки. Новими вважаються зірки, блиск яких протягом кількох діб різко збільшується, а пізніше роками і десятиліттями зменшується. До наднових відносять зірки, яскравість яких сягає значень, що перевищують яскравість галактик. Після спалаху утворюється газова хмара, яка розсіюється в просторі. Ядро, що залишилося на місці спалаху, перетворюється з часом в нейтронну зірку або чорну діру.

Утворення нейтронної зірки починається із сильного стиснення матерії ядра, що призводить до різкого зменшення його розмірів — до 10—100 км в діаметрі. Під дією сил гравітації протони і електрони зливаються і перетворюються в нейтрони. Густина речовини зростає до неймовірних значень. Нейтронні зірки з великими магнітними полями називають пульсарами. Пульсари випромінюють імпульси радіохвиль різної потужності.

Чорні діри виникають в результаті ще більшого стиснення речовини. Надтверда речовина, що виникла при цьому, починає все поглинати і нічого не випромінює. Виявляються чорні діри за гравітаційним впливом на міжзоряне середовище і рух сусідніх зірок.

Речовини, з яких побудовані зірки, перебувають у стані плазми. Атоми елементів в ній сильно іонізовані. Як показали спектральні дослідження, зоряна плазма складається головним чином з іонізованого водню і гелію, а також із важких хімічних елементів. Джерелом енергії на ранніх стадіях розвитку зірок є гравітаційні сили стиснення, а на наступних — термоядерні реакції, що протікають в їх надрах.

Міжзоряний простір заповнений розрідженим газом і пилом. Газ складається переважно з іонізованого водню і гелію. Місцями водень утворює скупчення у вигляді хмар. Пилинки складаються із суміші льоду, кристалічного аміаку і метану, домішок металів. Значну роль у міжзоряному середовищі відіграють космічні промені, утворені потоками протонів і електронів. Космічні промені надходять до Землі від Сонця і з надр Галактики.

11. Сонячна радіація на підстилаючій поверхні. Альбедо. Ефективне випромінювання та закономірності його розподілу по земній поверхні

Характер підстилаючої поверхні. Ґрунти, рослинність, сніг або вода неоднаково поглинають і відбивають сонячну радіацію. Це пояснюється характером підстилаючої поверхні, яка обмі­нюється теплом і вологою з атмосферою. Доторкніться сонячного дня долонею до віконного скла, підвіконня або темної класної дошки. Ви відчуєте, що скло, подібно до атмосфери, залишається холодним, а темна класна дошка тепліша за підвіконня. Причина в тому, що прозоре скло пропускає проміння крізь себе і не нагрівається. Нагрівання непрозорих поверхонь залежить головним чином від їхнього кольору. Світла поверхня переважну кількість сонячної радіації відбиває (відбита радіація) і тому менше нагрівається. Темна ж, навпаки, поглинає енергію Сонця (поглинута радіація) тому більше нагрівається

Здатність земної поверхні відбивати сонячну радіацію називається альбедо (з латинської — білизна). Альбедо — це відношення кількості відбитої сонячної радіації до сумарної, що надійшла на цю поверхню. Цей показник вимірюється у відсотках. Альбедо підстилаючої поверхні залежить не тільки від кольору, а й від її вологості, шорсткості, прозорості. Поглинута підстилаючою поверхнею сонячна радіація перетворюється на тепло. Більшу частину тепла поверхня витрачає на випаровування, а меншу — на нагрівання грунту і приповерхневих шарів повітря. Альбедо залежить переважно від кольору підстилаючої поверхні землі. Нагрівання земної поверхні та приповерхневих шарів повітря — від кількості поглинутої радіації.

. У ґрунт сонячне випромінювання проникає на глибину менше міліметра, перетворюючись утепло, яке передається глибше за допомогою теплопровідності. У воду солярна радіація проникає на глибину десятків метрів, а глибше вона передається у вигляді теплового масопереносу (хвилями, течіями), термоконвекціі (тепліша вода піднімається вгору через меншу щільність, найбільшу щільність вода має при +4 °C). Ґрунт нагрівається і охолоджується швидко, вода — більш повільно, тому добові і річні коливання на поверхні води набагато менші. Океан — тепловий обігрівач планети.

Добові амплітуди температури ґрунту (різниця між добовими максимумом і мінімумом) залежить від географічної широти точки спостереження і пори року, а також від хмарності на момент спостереження, бо хмари затримують теплообмін земної поверхні з атмосферою. Ще один фактор, що зменшує амплітуду — це рослинний і сніговий покрови, своєріднітермоізолятори. Чим масивніше вони, тим меншими бувають температурні коливання на ґрунті.

12. природні ресурси Світового океану та їх раціональне використання.

Світовий океан упродовж усієї історії людства відіграва’ важливу роль у житті людини. Природні ресурси світу - великі й різноманітні. До них відносять компоненти живої та неживої природи, що використовуються (або можуть бути використані в перспективі) як предмети виробництва, споживання й рекреації. До природних ресурсів належать: сприятливі кліматичні умови (енергія сонця, вітру, води), грунти, рослини, тварини, мінеральна сировина, води.  Класифікація природних ресурсів може бути різною, залежно від того, за якими ознаками її проводять. Найчастіше трапляється такий поділ:  · за видами: мінерально-сировинні, водні, земельні, біологічні (тваринні та рослинні, у тому числі лісові), кліматичні, рекреаційні, Світового океану;  · за вичерпністю: вичерпні (ресурси надр та екосистеми) і невичерпні (енергія сонця, вітру, припливно-відпливна, хвильова, геотермічна, термоядерна тощо);  · за можливістю самовідновлення: відновлювані (земельні, біологічні, водні) та не відновлювальні (більша частина мінеральних ресурсів).  Природні ресурси на земній кулі розміщуються вкрай нерівномірно. Не тільки окремі країни, а й великі регіони різняться за рівнем забезпеченості певними ресурсами. Рівень забезпеченості мав значний влив на первинний розвиток промисловості та її спеціалізацію до ери науково-технічної революції (НТР). Ресурсозабезпеченість є важливим, але не вирішальним фактором розвитку території. Наприклад, Японія, Республіка Корея, деякі західноєвропейські країни за мінімального природно-ресурсного потенціалу досягли значних економічних і соціальних успіхів, використовуючи досягнення НТР, людські та фінансові ресурси, міжнародну інтеграцію тощо. Є й зворотні приклади, коли природно-ресурсний потенціал країни використовується нераціонально (більшість країн Африки, Індія, Росія, Казахстан тощо).  Використання природних ресурсів і заходи щодо їх збереження отримали назву природокористування. За раціонального природокористування навколишнє середовище не зазнає катастрофічного впливу виробничої діяльності людини, а знаходиться в стані екологічної рівноваги. За нераціонального природокористування стан навколишнього середовища з кожним роком погіршується, що призводить до локальних, регіональних і загальносвітових екологічних проблем. 

 Ресурсозбереження — це виробництво і реалізація продуктів з мінімальною витратою речовин та енергії на всіх етапах виробничого циклу (від видобутку до реалізації) і з найменшою дією на людину і природне середовище. В це поняття включають ощадливе використання природних ресурсів і мінімізацію порушень природних умов.

  Необхідність ресурсозбереження викликана тим, що найдоступніші родовища корисних копалин швидко вичерпуються. Так, інтенсивна розробка родовищ залізної руди призвела до вичерпання покладів не тільки Старого, але і Нового Світу. Зубожіли запаси цієї руди в Лотарингії (Франція), на Уралі, у Великих американських озерах. Збідніли також ресурси мідних руд Замбії та Заїру. Водночас із гірничої маси, яка щорічно видобувається з гірських порід, на виробництво готової продукції використовується не більше 20%.

  У результаті такого нераціонального природокористування у відвалах накопичилось сотні мільярдів тонн різних гірських порід. У «технологічних» кладовищах лежать сотні мільярдів тонн золи електростанцій і шлаків — відходів металургійних заводів. Багато цих порід і відходів придатні для виробництва цілого ряду металів, хімічних продуктів, будівельних матеріалів, цементу і т.д.

  Раціональне використання мінеральних ресурсів передбачає:

1)               комплексне використання сировини, тобто таке, коли кожний грам речовини, взятий у природи, має залучатися в господарський обіг;

2)                повторне використання ресурсів, коли в економіці головними сировинними матеріалами стануть відходи, а природні запаси будуть відігравати роль резервних джерел постачання.

13

Сонячна система – це система космічних тіл, включаючи, крім центрального світила (Сонця), дев'ять великих планет, їх супутники, безліч малих планет, комети, дрібні метеорні тіла і космічний пил, рухомі у області переважаючої гравітаційної дії Сонця. Утворилася Сонячна система близько 4,6 млрд. років тому з холодної газопилової хмари. В даний час за допомогою сучасних телескопів (зокрема космічного телескопа ім. Хаббла) астрономи знайшли декілька зірок з подібними протопланетними туманностями, що підтверджує цю космогонічну гіпотезу. Загальна структура Сонячної системи була розкрита у середині VI ст.. Н.Коперніком, який обґрунтував уявлення про рух планет навколо Сонця. Така модель Сонячної системи одержала назву геліоцентричної (геліоцентричний – це такий, центр якого співпадає з Сонцем). У VII ст.. І.Кеплер відкрив закони руху планет, а І.Ньютон сформулював закон всесвітнього тяжіння. Вивчення фізичних характеристик космічних тіл, що входять до складу Сонячної системи, стало можливим тільки після винаходу Г.Галілеєм в 1609р. телескопа. Так, спостерігаючи сонячні плями, Галілей вперше знайшов обертання Сонця навколо своєї осі. Розміри і будова Сонячної системи Спостережувані розміри Сонячної системи визначаються відстанню від Сонця до найдальшої від нього планети – Плутона (близько 40 а. е.; 1 а. е. = 1,49598Ч1011 м). Проте сфера, в межах якої можливий стійкий рух небесних тіл навколо Сонця, займає набагато обширнішу область простору, що тягнеться на відстань близько 230 000 а. о. і що стуляється з сферами впливу найближчих до Сонця зірок. Великі планети, рухомі навколо Сонця, утворюють плоску підсистему і розділяються на дві групи, що помітно розрізняються. У одну з них, внутрішню (або земну), входять Меркурій, Венера, Земля і Марс. До зовнішньої групи, яку складають планети-гіганти, відносяться Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Дев'яту планету, Плутон, звичайно розглядають відособлено, оскільки по своїх фізичних характеристиках вона помітно відрізняється від планет зовнішньої групи. У загальній масі системи, на Сонце припадає 99,866% всієї маси Сонячної системи, якщо не враховувати космічний пил в її межах, що порівнюється з масою Сонця. Сонце на 76% складається з водню; гелію приблизно в 3,4 рази менше, а на інші елементів припадає близько 0,75% всієї маси Сонця. Схожий хімічний склад мають і планети-гіганти. Планети земної групи по хімічному складу близькі до Землі. Рух тіл Сонячної системи Всі планети Сонячної системи, крім того, що вони, підкоряючись тяжінню Сонця, обертаються навколо нього, мають і власне обертання. Обертається навколо своєї осі і Сонце, хоча і не як єдине жорстке ціле. Як показують засновані на ефекті Допплера вимірювання, швидкості обертання різних ділянок сонячної поверхні декілька розрізняються. На широті 16° періодів повного обігу складає 25,38 земних діб. Напрям обертання Сонця співпадає з напрямом обертання навколо нього планет і їх супутників і з напрямом власного обертання планет навколо своїх осей (за винятком Венери, Урану і ряду супутників). Маса Сонця в 330 000 разів перевершує масу Землі. Астероїди, комети і інші малі тіла Між орбітами Землі і Юпітера рухається декілька тисяч малих планет, або астероїдів. Це наймасивніші з малих тіл Сонячної системи, що є глибами неправильної форми з поперечниками від 0,5 км (Церера) до 768 км. Орбіти деяких з астероїдів відрізняються від орбіт великих планет: нахили до площини екліптики досягають 52°, а ексцентриситети 0,83, тоді як зі всіх великих планет нахил орбіти порівняно великий тільки у Меркурія (7° 0' 15 ), Венери (3° 23' 40") і особливо у Плутона (17° 10"). Серед малих планет Сонячної системи особливий інтерес представляє Ікар, відкритий в 1949р., який має діаметр близько 1 км. Його орбіта майже перетинається з орбітою Землі, і при найбільшому зближенні цих тіл відстань між ними зменшується до 7 млн. км. Таке зближення Ікара із Землею відбувається раз в 19 років (останнє спостерігалося в 1987р.). Своєрідну групу малих тіл утворюють комети.

За розмірами, формою і видом траєкторій вони значно відрізняються від великих планет і їх супутників. Ці тіла малі тільки по масі. «Хвіст» великої комети за об'ємом перевершує Сонце, тоді як маса може складати лише декілька тисяч тонн. Практично вся маса комети зосереджена в її ядрі, що має, ймовірно, розміри невеликого астероїда. Ядро комети складається переважно із замерзлих газів — метану, аміаку, водяної пари і вуглекислого газу — з вкрапленнями метеорних частинок. Продукти сублімації (сублімація – це перехід речовини при нагріванні з твердого стану в газоподібний, минувши рідкий стан) ядра під дією сонячного випромінювання покидають ядро і утворюють кометний хвіст, що різко збільшується при проходженні ядра через перигелій (перигелій – це точка орбіти планети, комети або штучного супутника Сонця, яка знаходиться найближче до Сонця). В результаті розпаду кометних ядер виникають метеорні рої, при зустрічі з якими в земній атмосфері спостерігаються «дощі падаючих зірок». Періоди обігу комет можуть досягати мільйонів років. Деколи комети віддаляються від Сонця на такі величезні відстані, що починають випробовувати гравітаційні обурення від найближчих зірок. Лише орбіти небагатьох комет обурюються настільки, що стають короткоперіодичними. Однією з найяскравіших з них є комета Галлея; період її обігу близький до 76 років. Загальне число комет Сонячної системи оцінюється сотнями мільярдів. Метеорні тіла, як і космічний пил, заповнюють весь простір Сонячної системи. При зустрічі із Землею їх швидкості досягають 70 км/с. На їхній рух і, особливо, на рух космічного пилу впливають гравітаційне і (у меншій мірі) магнітні поля, а також потоки радіації і частинок. Усередині орбіти Землі густина космічного пилу зростає, і вона утворює хмару, що оточує Сонце, видиме із Землі як зодіакальне світло. Сонячна система бере участь в обертанні Галактики, рухаючись по приблизно круговій орбіті із швидкістю близько 250 км/с. Період обігу навколо центру Галактики приблизно 200 млн. років. По відношенню до найближчих зірок вся Сонячна система в середньому рухається із швидкістю 19,4 км/с. Чорні діри У 1783 англійський геолог і астроном Джон Мітчелл (1724-1793р.) першим припустив, що в природі можуть існувати такі масивні зірки, що навіть промінь світла не здатний покинути їх поверхню. Цю ж ідею виказав в своїй книзі «Система світу» (1796р.) французький математик і астроном Пьер Симон Лаплас. Простий розрахунок дозволив записати йому наступні знаменитий слова: «Зірка з густиною, рівної густини Землі, і діаметром більшим за діаметр Сонця в 250 разів не дає жодному світловому променю досягти нас через своє тяжіння; тому можливо, що найяскравіші небесні тіла у Всесвіті опиняються з цієї причини невидимими». Проте маса такої зірки повинна була б в десятки мільйонів раз перевершувати сонячну масу. А оскільки астрономічні вимірювання показали, що маси реальних зірок не дуже сильно відрізняються від сонячної, ідея Мітчелла і Лапласа про чорні діри виявилася забута. Удруге учені «зіткнулися» з чорними дірами в 1916р., коли німецький астроном Карл Шварцшильд одержав перше точне рішення рівнянь, тільки-що створеної Ейнштейном теорії гравітації. Виявилося, що порожній простір навколо масивної крапки володіє особливістю на відстані rg від неї (величину rg часто називають «шварцшильдовським радіусом», а відповідну поверхню (горизонт подій) – шварцшильдовською поверхнею). У наступні півстоліття зусиллями теоретиків були з'ясовані багато дивовижних особливостей рішення Шварцшильда, але як реальний об'єкт дослідження чорні діри ще не розглядалися. Правда, в 1930-і роки, після створення квантової механіки і відкриття нейтрона, фізики досліджували можливість формування компактних об'єктів — білих карликів і нейтронних зірок — як продуктів еволюції нормальних зірок. Виявилося, що такі об'єкти дійсно можуть народжуватися і бути стійкими, але лише при помірній початковій масі зірки. У 1939р. американські фізики Роберт Оппенгеймер і Хартланд Снайдер обґрунтували висновок, що ядро масивної зірки повинне безупинно коллапсирувати (переходити) в гранично малий об'єкт, властивості простору навколо якого (якщо він не обертається) описуються рішенням Шварцшильда. Але оскільки такий, як говорили тоді, «коллапсар» (коллапсар – це космічні тіла (інакше звані чорні діри) щодо невеликих розмірів (до 20 км в перерізі), з дуже високою густиною речовини.) або «застигла зірка» не випромінює електромагнітних хвиль.  Табл. Фiзичнi характеристики планет Сонячної системи Планети | Зоряний перiод обертання, роки | Середня вiдстань вiд Сонця | Нахил орбiти до еклiптики ° ґ | Маса в одиницях маси Землi | Густина г/cм3 а.о. | млн. км Меркурiй | 0,24 | 0,39 | 57,89 | 7 00 | 0,06 | 5,43 Венера | 0,62 | 0,72 | 108,16 | 3 23 | 0,08 | 5,24 Земля | 1,0 | 1,00 | 149,60 | --- | 1,00 | 5,52 Марс | 1,88 | 1,52 | 227,99 | 1 51 | 0,11 | 3,94 Юпiтер | 11,86 | 5,20 | 778,36 | 1 18 | 317,83 | 1,33 Сатурн | 29,42 | 9,55 | 1427,01 | 2 29 | 95,16 | 0,69 Уран | 83,75 | 19,22 | 2875,27 | 0 46 | 14,50 | 1,27 Нептун | 163,72 | 30,11 | 4504,39 | 1 46 | 17,24 | 1,65 Плутон | 248,02 | 39,44 | 5900,14 | 14 08 | 0,003 | 1,9 Сонце - одна iз нескiнченних зiр, якi iснують у Всесвiтi. Сонце мае форму кулi. Видима поверхня Сонця називаеться фотосферою, радiус якоi вважаеться радiусом Сонця. На середнiй вiдстанi Землi вiд Сонця 1496 000 км (1 астрономiчна одиниця), кутовий дiаметр фотосфери складае 31ґ 59.26" . Лiнiйний радiус Сонця = 6.960x1010 см = 109,12 радiусiв Землi. Маса Сонця = 1, 991x1033 г i становить 333 000 маси Землi. Вiк Сонця приблизно 4,5x109 року. Температура в центрi Сонця = 1,5x107 K. Синодичний перiод обертання 27 дiб. Середня тривалiсть циклу активностi сонячних плям = 11.07 року. Тривалiсть вiкового циклу сонячноi активностi 80-90 рокiв. Нахил екватора до еклiптики = 7° 15ґ . Ефективна температура поверхнi Сонця =5780 К. Перiод обертання Сонця навколо центра Галактики = 200 млн.рокiв. Сонце е звичайною зiркою, яка складаеться в основному з водню i кисню. Меркурiй - найближча до Сонця планета, трохи бiльша за Мiсяць. Перiод обертання навколо осi вiдносно зiр (сидеричний перiод) 58,65 земних дiб. Сонячна доба на цiй планетi (промiжок часу мiж послiдовними полуднями) становить близько 176 земних дiб. Меркурiй не мае атмосфери, тому його денна пiвкуля дуже нагрiваеться. У пiдсонячнiй точцi Меркурiя температура понад +300° С. Поверхня Меркурiя густо вкрита кратерами (див.рис. ), i нагадуе поверхню Мiсяця. Середня вiдстань вiд Сонця 58 млн. км або 0,387 а.о. Нахил орбiти до еклiптики 7° 0ґ . Маса = 3.3х1023кг. Венера - друга планета Сонячноi системи вiддалена вiд Сонця на середню вiдстань 0,723 а.о. (108 млн. км), радiус твердоi поверхнi 6052 км (0,95 земного), найбiльш яскрава ранкова або вечiрня зоря. Видимий кутовий радiус змiнюеться вiд 20" до 1ґ. В час найкращоi видимостi ii зоряна величина досягае -4m. Маса 4,87 1024 кг (0,82 мас Землi), середня щiльнiсть 5250 кг/м3, обертання з перiодом 243 дiб обернене i синхронне вiдносно Землi (в нижчiй позицii завжди обернена до Землi одним боком). Сидеричний перiод обертання 224,7 дiб, синодичний перiод -583,9 дiб, перiод обертання навколо своеi осi 117 земних дiб. Нахил екватора до площини орбiти бiля 3° . Венера мае дуже щiльну атмосферу. Планета вiдрiзняеться вiд iнших планет сонячноi системи високим рiвнем геологiчноi активностi, мае бiля 1000 ударних кратерiв, найбiльш високi гори сягають 11 км - гори Максвела. Земля - третя вiд Сонця планета Сонячноi системи, вiддалена вiд нього, на середню вiдстань 1.а.о., з перiодом обертання 1 рiк. Маса 5,98 1024 кг, середнiй радiус 6378, км. Мае единого природного супутника, який називаеться Мiсяцем. Перiод обертання вiдносно зiр 23 год 56 хв 04.1 с. Вiдрiзняеться вiд iнших планет Сонячноi системи iснуючою гiдросферою i бiосферою, а також, великою динамiчною активнiстю кори i атмосфери. Структура твердоi частини - кора; зовнiшня i тонка (10-100 км) з щiльнiстю 2,8 г/см3; мантiя дiлиться на верхню (товщина 850-900 км) i нижню, в якiй температура близька до точки плавлення ii речовини (до глибини бiля 3000 км); ядро, яке розподiлене на зовнiшне(рiдке) i внутрiшне (тверде ядро - щiльнiсть в центрi 12.5 г/см3, температура (4000-5000К). Атмосфера Землi складаеться iз азоту i кисню з малими домiшками iнших газiв. Товщина тропосфери 10 км. Магнiтне поле Землi через iнтервали вiд 500 тис. рокiв до 50 млн. змiнюе свiй напрям на протилежний. На великих вiдстанях вiд Землi форма ii магнiтного поля спотворюеться пiд дiею сонячного вiтру. В магнiтному полi Землi iснуе велика кiлькiсть зарряджених частинок , якi створюють радiацiйнi пояси Землi. Середнiй нахил еклiптики до екватора e=23° 26ґ 19.34" для епохи 2004.5. Середнiй радiус Землi =6378.032 км. Довжина 1° географiчноi довготи Ll i широти Lj залежать вiд широти. Для Киева (j =50° 25ґ ) L= 71.0 км i L= 111.25 км. Мiсяць. Мiсяць единий природний супутник Землi.Мiсяць перемiщуеться по небу в тому самому напрямi, що i Сонце, тобто iз заходу на схiд. Видима кутова швидкiсть руху по небу =13.2° за добу. Середня швидкiсть руху по орбiтi = 1.023 км/с. Синодичний мiсяць змiнюеться внаслiдок елiптичностi мiсячноi орбiти вiд =29.25 дiб до 29.83 доби. Видимий кутовий дiаметр = 31ґ 05.16" на середнiй вiдстанi вiд Землi (384 400 км). Середнiй лiнiйний радiус = 1738 км. Маса 1/81.3 маси Землi. Середнiй нахил мiсячноi орбiти до еклiптики = 5° 08ґ 43" . Температура поверхнi Мiсяця в пiдсонячнiй точцi ~130° C, на його нiчному боцi ~170° C. Вiк Мiсяця складае 4,3-4,6 млрд рокiв. Марс - четверта планета Сонячноi системи, вiддалена вiд Сонця на середню вiдстань 228 млн.км. Планета Марс в приблизно в два рази менше Землi i в дев"я ть раз менша по масi. Найбiльший видимий кутовий дiаметр 25" , найменший 14" . Перiод обертання 24 год 37 хв 22.6 с. Нахил екватора до площини орбiти 24° 56ґ ( у Землi 23° 26ґ ) через те, Марс мае пори року, якi схожi на земнi. Марсiанський рiк тривае 687 земних дiб. На поверхнi планети спостерiгаеться багато рiзнокольорових деталей, яскравi областi рожево-червоного кольору (це материки). Полярнi шапки - бiлi плми, якi утворюються навколо полюсiв восени i зникають на початку лiта. Темнi областi - моря займають 1/3 диска. Басейни i кратери виникли в результатi метеорних ударiв. Багато гiр вулканiчного походження (iх висота сягае 25-28 км), багато проявiв ерозii - хаотичний рельеф, канали i т.п. Поверхня вкрита великою кiлькiстю каменних блокiв. По складу породи схожi з земними, але переважають окиси залiза. Середня температура поверхнi Марса бiля 200 К, в день на екваторi вона складе 290 К, а в ночi падае до 170 К i 145 К в полярних шапках. Марс мае атмосферу, яка складаеться iз СО2 i N2. У сiчнi 2004р. американським космiчним апаратом Оппортьюнiтi за допомогою спектрального аналiзу було доведено iснування води в минулому Велика кiлькiсть води знаходиться в вiчнiй мерзлотi. Швидкiсть вiтру в атмосферi при пильових бурях складае 40-50 м/c, яка продовжуеться декiлька мiсяцiв. Марс мае два супутника: (Фобос i Деймос)вiдкритi в 1877р. Розмiри Фобоса 22-25 км, Деймоса - бiля 13 км вони мають неправильну форму. Фотографiя Марса виконана марсоходом "Спiрит" в березнi 2004 р. Кратер Бонневiль Юпiтер. Найбiльша планета Сонячноi системи, п"ята вiд Сонця. Маса Юпiтера в 318 раз бiльше земноi i 1/1050 сонячноi. Екваторiальний радiус 71400 км. Полярний радiус 66900 км, видимий кутовий дiаметр 40" . ( Видима "поверхня" являе собою хмарнi покрови з багатьма рухомими детелями, крiм Великоi Червоноi Плями. Космiчнi апарати знайшли меншi нерухомi червонi плями.Найбiльш помiтнi темнi i свiтлi червонуватi полоси, якi паралельнi екватору-внаслiдок зонального вiтру. Перiод обертання Юпiтера близько 9 год 50 хв. Юпiтер не мае твердоi поверхнi. Воднево-гелiева атмосфера на глибинi 1000 км плавно переходить в бiльш щiльну газову оболонку, а ще далi розташована зона металiчного водню. Юпiтер мае 16 супутникiв, чотири Галлiлеевих добре вiдомi (Iо, Ганiмед, Европа, Каллiсто). Сатурн - шоста велика планета Сонячноi системи. Розмiщена приблизно вдвiчi далi вiд Сонця,нiж Юпiтер, i обертаеться навколо нього за 29.5 рокiв. Екваторiальний радiус 60330 км, маса 95 земних, прискорення вiльного падiння на екваторе 1100 см/с2, "сжатие" 1/10, середня щiльнiсть 0. 7 г/см3. Перiод обертання на экваторi 10h14m i збiльшуеться до полюсiв. На диску можно розрiзнити полоси, зони i iншi бiльш тонкi структури. По внутрiшнiй будовi Сатурн схожий на Юпiтер. Ефективна температура Сатурну близько 95 К. Планета мае дуже красиву систему кiлець, яку досить добре видно в середнiй телескоп,а також 17 супутникiв. Уран - Сьома велика планета Сонячноi системи. Першi шiсть планет видимi на небi неозброеним оком i е найбiльш яскравими об"ектами. Уран можна бачити тiльки в телескоп (його зоряна величина 5,8 m) вiн виглядае маленьким зеленуватим диском дiаметром бiля 4". Велика пiввiсь орбiти планети дорiвнюе ~ 19,2 а.о., перiод обертання навколо Сонця 84 роки. Перiод обертання 10 год 49 хв. Нахил площини екватора до площини еклiптики - 98° , направлення обертання обернене. Уран мае 15 супутникiв i систему кiлець. Найбiльший супутник Титанiя. Нептун - восьма планета Сонячноi систем, вiддалена вiд Сонця на середню вiдстань в 30.1 а.о.; ii видима зоряна величина 7,6 m, кутовий радiус 2,4" , лiнiйний радiус 25050 км, маса 17,2 мас Землi. Перiод обертання навколо Сонця близько 165 рокiв. Перiод обертання навколо осi ~ 15,8 год. У Нептуна вiсiм супутникiв i система кiлець. Супутник Нептуна Тритон е одним iз найбiльших в Сонячнiй системi (його радiус 2000 км), вiн мае обернене обертання навколо планети. Другим за розмiром супутником Нептуна е Протей, вiн вiдкритий у 1982р. американським космiчним апаратом "Вояжер-2". Плутон - вважаеться дев"ятою планетою Сонячноi системи. Плутон i його супутник Харон утворюють подвiйну систему. Плутон обертаеться навколо Сонця на середнiй вiдстанi 39.4 а.о. по орбiтi з великим ексцентриситетом(е=0,249). Через великий ексцентриситет, Плутон iнодi, розташовуеться ближче до Сонця нiж Нептун. Нахил орбiти до еклiптики 17° . Маса 0,002 маси Землi, радiус 1145 км. Це е найменша планета з великих планет Сонячноi системи. Зоряна величина Плутона 15m, а його супутника Харона близько 17m. Перiод обертання Харона навколо Плутона 6,4 дiб. Середня температура поверхнi Плутона 37К. Поверхня Плутона покрита льодом iз метана i азоту з домiшками вуглецю. Плутон мае розрiджену атмосферу.

14. Води суші. Підземні води їх походження і види. Роль підземних вод у фізико географічних процесах

Води суші води, що зосереджені в ріках, озерах, водосховищах, болотах, льодовиках, в ґрунтах, в гірських породах. Запаси підземних вод переважають об’єм води які зосереджені у поверхневих водотоках і водоймищах. Води суші складаються в основному із прісної води, разом з атмосферним повітрям і сонячною енергією, - необхідні умови життя на Землі, існування людини, її господарської діяльності. Із усіх водних ресурсів на прісну воду припадає менше 2%, в тому числі придатну для користування – 0,3%

Підземні води — води, що містяться у верхній частині земної кори. Заповнюють проміжки, пори, тріщини, пустоти. У ґрунті заповнюють капіляри. Поділяються на води зони аерації, ґрунтові і артезіанські.

Теорії походження підземних вод

Інфільтраційна теорія — висунута французькими вченими Б. Паліссі і Е. Маріотом в 16 ст. Пояснювала утворення підземних вод просочуванням в породи атмосферних опадів.

Конденсаційна теорія — висунута німецьким гідрологом О. Фогелем в 1887 році. За нею підземні води утворюються шляхом проникнення у гірські породи повітря і наступною конденсацією з нього водяної пари.

Ювеніальна теорія — запропонована австрійським геологом Е. Зюссом на початку ХХ ст. Згідно з теорією підземні води утворилися з водяної пари і газоподібних продуктів, які виділяються з розплавленої магми в глибоких надрах землі; поступаючи у вищі шари земної кори, вони конденсуються і дають початок ювеніальним водам.

Теорія реліктового походження підземних вод — згідно з нею підземні води глибоких зон являють собою залишкові води давніх басейнів, захоронені у відкладах, які утворились у цих басейнах

За умовами залягання підземні води поділяються на такі види: верхові, які знаходяться в найвищому шарі; ґрунтові, які залягають на першому від поверхні постійному водотривкому шарі; міжпластові, які знаходяться між двома водотривкими горизонтами. Хімічний склад підземних вод різний й залежить від розчинності прилеглих порід. За хімічним складом розрізняють прісні (до 1 г рам солей на 1 літр води) й мінералізовані (до 50 г/л) підземні води. Природні виходи підземних вод на земну поверхню називаються витоками (джерелами). Вони утворюються зазвичай в понижених, де земну поверхню перетинають водоносні горизонти. Джерела бувають холодними (з температурою не вище 20^оС), теплими ( від 20^оС до 37^оС), ігарячими чи термальними (вище 37^оС). Джерела, які періодично фонтанують називаютьсягейзерами. Вони знаходяться в областях недавнього або сучасного вулканізму (Ісландія, Камчатка, Нова Зеландія, Японія).

Підземні води поповнюють колодязі, ріки, озера, болота; розчиняють різноманітні породи й переносять їх; забезпечують рослини водою.

Запаси підземних вод дуже великі, але поновлюються дуже повільно. Це необхідно враховувати при їх використанні. Також важливо охороняти воду від забруднень.

Підземні води регулюють стік рік, є рельєфоутворюючим чинником, забезпечують рослини вологою і розчиненими мінеральними речовинами: Людина використовує підземні води як джерело водопостачання. Термальні води дають теплову енергію, мінеральні і радіоактивні води використовуються в медицині. З підземної ропи одержують йод, солі, різні метали.

15.Тепловий режим підстилаючої поверхні та атмосфери. Тепловий баланс та його складові.

На земній кулі переважає водна поверхня (71% її площі), яка справляє значний вплив на формування кліматів Землі. На суходолі підстилаюча поверхня представлена рівнинами та горами різних розмірів та морфоскульптури. На кліматичні умови впливають розвинена річкова мережа, великі заболочені масиви, характер рослинного покриву, зокрема лісові масиви, сніговий покрив тощо. Стан підстилаючої поверхні змінюється протягом року внаслідок чергування періодів вегетації рослин, перетворення вологи в атмосфері, викликаних зміною тривалості дня і ночі та пір року, нагрівання та охолодження, а також ступеня зволоження земної поверхні і атмосфери. Різниця в поглинанні-відбитті (альбедо), витратах та накопиченні променистої енергії Сонця між різними ділянками підстилаючої поверхні впливає на фізичний стан атмосфери, тобто на погоду та клімат. Підстилаюча поверхня відіграє важливу роль у формуванні різних типів повітряних мас, зумовлюючи їхню трансформацію при переміщенні над певною територією. У менших масштабах вона зумовлює місцеві атмосферні циркуляції (бриз, мусони, гірсько-долинні вітри). Вивчення властивостей підстилаючої поверхні (кліматоутворюючого фактору) дає можливість визначити зміни з метою оцінки впливу на стан атмосфери та окремі погодні процеси в ній.

Температурний режим

Температурний режим підстилаючої поверхні залежить від її теплофізичних властивостей. У ґрунт сонячне випромінювання проникає на глибину менше міліметра, перетворюючись у тепло, яке передається глибше за допомогою теплопровідності. У воду солярна радіація проникає на глибину десятків метрів, а глибше вона передається у вигляді теплового масопереносу (хвилями, течіями), термоконвекціі (тепліша вода піднімається вгору через меншу щільність, найбільшу щільність вода має при +4 °C). Ґрунт нагрівається і охолоджується швидко, вода — більш повільно, тому добові і річні коливання на поверхні води набагато менші. Океан — тепловий обігрівач планети.

Добові амплітуди температури ґрунту (різниця між добовими максимумом і мінімумом) залежить від географічної широти точки спостереження і пори року, а також від хмарності на момент спостереження, бо хмари затримують теплообмін земної поверхні з атмосферою. Ще один фактор, що зменшує амплітуду — це рослинний і сніговий покрови, своєрідні термоізолятори. Чим масивніше вони, тим меншими бувають температурні коливання на ґрунті.

Тепловий баланс Землі — баланс енергії процесів теплопередачі і випромінювання в атмосфері і на поверхні Землі. Основний приплив енергії в систему атмосфера-Земля забезпечується випромінюванням Сонця в спектральному діапазоні від 0,1 до 4 мкм. Щільність потоку енергії від Сонця на відстані 1 астрономічної одиниці дорівнює близько 1367 Вт/м ² (сонячна постійна). За даними за 2000-2004 роки [1] усереднений за часом і по поверхні Землі цей потік становить 341 Вт/м²[2][3], або 1,74×10 17 Вт в розрахунку на повну поверхню Землі.

Основний приплив енергії до Землі забезпечується сонячним випромінюванням і становить близько 341 Вт/м² в середньому по всій поверхні планети. Внутрішні джерела тепла (радіоактивний розпад, стратифікація по щільності) у порівнянні з цією цифрою незначні (близько 0,08 Вт/м²) [2].

З 341 Вт/м² сонячного випромінювання, що потрапляє на Землю, приблизно 30% ( 102 Вт/м²) відразу ж відбивається від поверхні Землі ( 23 Вт/м²) і хмар ( 79 Вт/м²), а 239 Вт/м² в сумі поглинається атмосферою ( 78 Вт/м²) і поверхнею Землі ( 161 Вт/м²) [1]. Поглинання в атмосфері зумовлено, в основному, хмарами і аерозолями [2].

З 161 Вт/м² поглинається поверхнею Землі енергії 40 Вт/м² повертається в космічний простір у вигляді теплового випромінювання діапазону 3-45 мкм, ще 97 Вт/м² передаються атмосфері за рахунок різних теплових процесів ( 80 Вт/м² - випаровування води, 17 Вт/м² - конвективний теплообмін). Крім того, близько 356 Вт/м² випромінювання Землі поглинається атмосферою, з яких 333 Вт/м² повертається у вигляді зворотного випромінювання атмосфери. Таким чином, повне теплове випромінювання поверхні Землі становить 396 Вт/м² (356 + 40), що відповідає середній теплової температурі 288 К (15 °С) [1] [2].

Атмосфера випромінює в космічний простір 199 Вт/м², включаючи 78 Вт/м², отримані від випромінювання Сонця, 97 Вт/м², отримані від поверхні Землі, і різницю між випромінюванням поверхні, що поглинається атмосферою, і зворотним випромінюванням атмосфери в обсязі 23 Вт/м² .

16. Життя в сонячній системі . Екосфера сонця.

Врахування всіх необхідних для існування життя умов визначає життєпридатність планети.

1. Наявність джерела енергії. Найпотужнішим, але не єдиним, зазвичай вистуває центральна зірка. По інтенсивності передачі енергії від центральної зікри планеті і визначається зона придатни до життя. Ще може бути енергія припливів від інших небесних тіл, енергія ядра планети, хімічна енергія, тощо.

2. Рівень радіаційного фону. Жорстке випромінювання руйнує складні органічні молекули, що значно ускладнює існування білкової форми життя.

3. Стабільність орбіти дозволяє формуванню стабільних умов на самій планеті.

4. Хімічний склад повинен бути досить різноманітним, так як для формування життя потрібні різні хімічні елементи.

Якщо ми коли-небудь і знайдемо життя в нашій Сонячній системі, швидше за все, це буде декілька мікроскопічних клітин ніж великоголові зелені чоловічки. В будь-якому разі, виявлення життєвих форм поза межами Землі буде величезною подією в історії людства. Ось перелік найімовірніших кандидатів на цю почесну роль:

 

1. Енцеладус

Шостий за величиною супутник Сатурна. Вважається найімовірнішим кандидатом на життя завдяки своїй сприятливій температурі, ймовірною присутністю води та простих органічних сполук. Поверхня місяця на 99% вкрита водяною кригою і є великі шанси, що під нею знаходиться вода в рідкому стані. Спостереження зонду Cassini, що пролітав повз Енцеладус в 2005-му, вказують на присутність на ньому елементів вуглецю, водню, азоту та кисню – атомів необхідних для розвитку життя. Також здається, що всередині місяця є гаряче розплавлене ядро, що могло розігріти супутник до температур необхідних для виникнення життя.

 

2. Європа

Супутник Юпітера Європа також вважається можливим тереном позаземного життя завдяки гіпотетично наявній воді та вулканічній активності. Хоча поверхня місяця замерзла, вчені підозрюють, що під нею знаходиться океан рідкої води. Вулканічна активність могла створити необхідне тепло та важливі хімічні елементи необхідні для живих організмів. Мікробне життя могло потенційно вижити біля гідротермальних витяжок на Європі, точно так саме, як це відбувається сьогодні на Землі.

 

3. Марс

Якщо говорити про планети, то найімовірнішим кандидатом на присутність життя є наш сусід, Марс. Червона планета найбільш схожа на нашу з поміж решти планет системи, з наближеним розміром та температурою. На полюсах Марса лежать великі масиви криги, тому існує імовірність, що під ними може знаходиться вода. Слабка атмосфера планети нездатна захищати її поверхню від шкідливої сонячної радіації, хоча мікроби потенційно можуть існувати під поверхнею ґрунту. Геологічні дані вказують на те, що колись поверхнею планети текли ріки та працювали, на сьогоднішній день мертві, вулкани.

4. Титан

Найбільший супутник Сатурна, завдяки своїй потужній атмосфері та наявним органічним сполукам, підозріло схожий на планету, на якій колись могло існувати життя. Наприклад, повітря на Титані наповнене метаном, який зазвичай руйнується сонячним світлом. На Землі, живі форми постійно поповнюють запаси метану, тому можливо припустити, що таке саме могло трапитись і на Титані. Проте, Титан досить холодний і якщо на ньому зараз і існує вода в рідкому стані, то лише глибоко під кригою.

 

5. Іо

 

Супутник Юпітера, Іо, – один із небагатьох місяців Сонячної системи з атмосферою та складними хімічними сполуками, що потенційно могли створити та підтримувати життя. Активні вулканічні процеси суттєво зігрівають його, проте ймовірність виникнення життя на Іо менша завдяки сильному впливу Сонячного випромінювання, низьким температурам на поверхні та гарячою розплавленою лавою під нею.

У межах Сонячної системи, що має зазначений температурний діапазон, життя, подібне доземного, може існувати не ближче як 92 і не далі як 275 млн.км від Сонця. Це — межі екосфери — простору в Космосі, де можливе життя на тих самих принципах, що її земне. У межах екосфери Сонячної системи знаходяться орбіти трьох планет: Венери, Землі й Марса.

На Землі, незважаючи на досить вузькі температурні рамки життя, воно—дуже стале явище. Адже з часу виникнення життя ніколи не переривалось. Очевидно, й умови життя на Землі протягом мільярдів років істотно не змінювались. Протягом свого існування воно лише безперервно розвивалось і поширювалось на Землі.

17. Зонально-регіональний характер розподілу температури підстилаючої поверхні . Термічний екватор.теплові пояси

Добові і річні зміни температури повітря відображає тепловий стан поверхні. В приземному шарі повітря добовий максимум встановлюється о 14—15 год, а мінімум спостерігається після сходу Сонця. Найбільша добова амплітуда має місце в субтропічних широтах (30 °С), найменша — в полярних (5 °С). Річний хід температури залежить від широти, характеру підстилаючої поверхні, висоти місця над рівнем океану, рельєфу, віддаленості від океану.

В розподілі річних температур на земній поверхні виявлено певні географічні закономірності.

1. В обох півкулях середні температури знижуються в напрямі до полюсів. Проте термічний екватор — найтепліша паралель із середньою річною температурою 27 °С — розташована в Північній півкулі приблизно на 15—20° широти. Пояснюється це тим, що суша займає тут більшу площу, ніж на географічному екваторі.

2. Від екватора на північ і південь температури змінюються нерівномірно. Між екватором і 25-тою паралеллю зниження температури відбувається дуже повільно — менше двох градусів на кожні десять градусів широти. Між 25° і 80° широти в обох півкулях температури знижуються дуже швидко. Місцями це зниження перевищує 10 °С. Далі до полюсів швидкість падіння температури знову зменшується.

3. Середні річні температури всіх паралелей Південної півкулі менші за температури відповідних паралелей Північної півкулі. Середня температура повітря переважно "материкової" Північної півкулі становить у січні +8,6 °С, у липні — +22,4 °С; в Південній "океанічній" півкулі середня температура липня +11,3 °С, січня - +17,5 °С. Удвічі більша річна амплітуда коливань температури повітря в Північній півкулі пояснюється особливостями розподілу суші і моря на відповідних широтах і охолоджуючим впливом грандіозного льодового куполу Антарктиди на клімат Південної півкулі.

Важливі характеристики розподілу температур повітря на Землі дають карти ізотерм. Так, на основі аналізу розподілу липневих ізотерм на земній поверхні можна сформулювати такі основні висновки.

1. У позатропічних областях обох півкуль ізотерми над материками вигинаються на північ відносно положення її на океанах. У Північній півкулі це зумовлюється тим, що суша нагріта сильніше, ніж море, а в Південній — зворотне співвідношення: в цей час тут суша холодніша за море.

2. Над океанами липневі ізотерми відбивають вплив холодних течій на температури повітря. Особливо помітно це проявляється вздовж тих західних берегів Північної Америки і Африки, які омиваються холодними відповідно Каліфорнійською і Канарською океанічними течіями. У Південній півкулі ізотерми вигнуті в протилежну сторону на північ — теж під впливом холодних течій.

3. Найвищі середні температури липня спостерігаються в пустелях, розташованих північніше від екватора. Особливо жарко в цей час в Каліфорнії, Сахарі, Аравії, Ірані, внутрішніх районах Азії.

Характер підстилаючої поверхні. Ґрунти, рослинність, сніг або вода неоднаково поглинають і відбивають сонячну радіацію. Це пояснюється характером підстилаючої поверхні, яка обмі­нюється теплом і вологою з атмосферою. Доторкніться сонячного дня долонею до віконного скла, підвіконня або темної класної дошки. Ви відчуєте, що скло, подібно до атмосфери, залишається холодним, а темна класна дошка тепліша за підвіконня. Причина в тому, що прозоре скло пропускає проміння крізь себе і не нагрівається. Нагрівання непрозорих поверхонь залежить головним чином від їхнього кольору. Світла поверхня переважну кількість сонячної радіації відбиває (відбита радіація) і тому менше нагрівається. Темна ж, навпаки, поглинає енергію Сонця (поглинута радіація) тому більше нагрівається.

Здатність земної поверхні відбивати сонячну радіацію називається альбедо (з латинської — білизна). Альбедо — це відношення кількості відбитої сонячної радіації до сумарної, що надійшла на цю поверхню. Цей показник вимірюється у відсотках. Альбедо підстилаючої поверхні залежить не тільки від кольору, а й від її вологості, шорсткості, прозорості. Поглинута підстилаючою поверхнею сонячна радіація перетворюється на тепло. Більшу частину тепла поверхня витрачає на випаровування, а меншу — на нагрівання грунту і приповерхневих шарів повітря. Альбедо залежить переважно від кольору підстилаючої поверхні землі. Нагрівання земної поверхні та приповерхневих шарів повітря — від кількості поглинутої радіації.

Термічний екватор — лінія (ізотерма), що сполучає точки з найвищими на земній поверхні середніми температурами повітря. Він лежить у районі 5° — 10° північної широти.

Теплові пояси

На основі широтно-зональних закономірностей в розподілі ізотерм виділяють теплові пояси на земній кулі: жаркий, два помірних, два холодних і два пояси вічного морозу.

Від З0˚ пн.ш. до 30° пд.ш. розміщений жаркий пояс з середньорічними температурами вище 20 °С. На північ і на південь йдуть помірні теплові пояси, які обмежені середньорічними ізотермами 10 °С найтеплішого місяця, тобто крайньою температурою достигання насіння деревних порід. Термічні умови поясу змінюються за широтою. На півдні вони придатні для росту субтропічних рослин, помірно-теплі в степах і мішаних лісах, помірно-холодні в зоні хвойних лісів.

У субполярних широтах простягаються холодні пояси, північна і південна межа яких збігається з нульовою ізотермою найтеплішого місяця /зона тундри/. Біля полюсів розміщені пояси вічного морозу, де середня температура всіх місяців року від'ємна. Термічні пояси служать основою для виділення кліматичних поясів.

18. Річка. Річкові системи та їх типи . морфо метричні характеристики річки

Річка (або ріка́) — природний водний потік, який витікає з джерел чи з озера, болота (рідше), має сформоване річище і тече під дією сили тяжіння; живиться поверхневими й підземними водами, з атмосферних опадів свого басейну. Розрізняють ріки сталі й сезонні, гірські та рівнинні.

Система річок, озер та інших водойм на певній території називається гідрографічною сіткою. До них належать також болота, канали та ін. Гідрографічна сітка в сучасному її вигляді формувалася досить тривалий час під впливом насамперед клімату, геологічних та інших факторів.

Річкові системи досить різноманітні за малюнком їх річкової сітки, який залежить насамперед від геологічної будови, рельєфу і клімату. Виділяють такі основні типи: радіальний, доцентровий, деревоподібний, перистий, решітчастий та ін.

До основних характеристик річок і річкових басейнів відно­сяться: довжина, коефіцієнт звивистості річки, площа басейну, його довжина, середня ширина басейну, похил річки і басейну, лісистість, заболоченість, озерність басейну.

Довжина річки (L) – це відстань між витоком і гирлом, яка визначена по топографічній карті або на місцевості. Для виміру довжини річки по карті користуються циркулем з розхилом 1-2 мм, або вдосконаленим курвиметром КС.

Коефіцієнт звивистості річки (К_зв) – це відношення довжини (ділянки) річки до прямої АВ, яка з’єднує виток і гирло річки (верхній і нижній створ).

Площа водозбору річок (F) визначається по топографічних картах певного масштабу. Вимір площ здійснюється за допомогою полярного планіметра або палетки.

Довжина басейну (L_бас) – це відстань між двома найбільш віддаленими точками басейну.

Середня ширина басейну (В) визначається, як відношення площі водозбору до довжини басейну:

Лісистість, заболоченість, озерність басейну визначається як відношення площі лісів, боліт, озер до площі басейну (водозбору).

19. Сонячно-Земні зв’язки. Закони кеплера.

Сонячно-земні зв’язки – це широке коло процесів, що відбуваються у іоносфері та магнітосфері Землі, і є наслідком чи перебувають у залежності від різноманітних проявів активності Сонця. Ці процеси в свою чергу мають цілий ряд різноманітних наслідків як на поверхні Землі (перешкоди радіозв’язку, погіршення самопочуття людей, перебої у роботі чутливої електронної апаратури), так і в космосі (збурення у керуванні космічними апаратами, перебої у зв’язку з ними або й вихід їх з ладу).

Перший закон Кеплера.

Кожна планета Сонячної системи звертається по еліпсу, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце.

Другий закон Кеплера.

Кожна планета рухається в площині, що проходить через центр Сонця, причому за рівні проміжки часу радіус-вектор, що з'єднує Сонце і планету, описує рівні площі.

Квадрати періодів обертання планет навколо Сонця відносяться як куби великих півосей орбіт планет. Справедливо не тільки для планет, але й для їхніх супутників.

 , Де T ₁ і T ₂ - Періоди обертання двох планет навколо Сонця, а a ₁ і a ₂ - Довжини великих півосей їхніх орбіт.

20. Живлення та водний режим річок Вплив господарської діяльності на стік річок

Тому існує чотири типи живлення річок: дощове, снігове, льодовикове та підземне (ґрунтове).

Режи́м річо́к — закономірна зміна стану річок з часом, яка залежить в першу чергу від кліматичних умов. Виявляється у вигляді коливань рівнів і витрат води.

Кількість води в річках змінюється за сезонами.

Найвищий рівень води в річці буває щороку в певний час, його називають повінню. Вона настає після танення льоду та снігу в горах влітку чи внаслідок танення льоду (снігу) під час відлиг.

Найнижчий рівень води в річці — межень. Вона буває посушливої погоди.

Паводки — раптові підйоми рівня води в будь-який час року.

На річках, що протікають по території, де відбувається зміна пір року, взимку спостерігається льодостав — період нерухомого льоду на річках, а на весні льодохід.

Господарська діяльність людини на водозборах і в руслах річок спричиняє зменшення або збільшення стоку, до зміни його внутрішнього розподілу. Такі агротехнічні заходи, як глибока і зяблева оранки поперек схилу, снігозатримання, сприяють збільшенню шпаруватості та проникності ґрунтів і посиленню інфільтрації талих і дощових вод, затриманню поверхневого стоку на полях і зниженню його величини зі схилів. Під впливом агротехнічних заходів особливо значне зменшення поверхневого стоку спостерігається у степових районах. Будівництво водосховищ і ставків, регулювання ними стоку, спорудження каналів для переміщення води з одних річок в інші, використання води для зрошування й обводнення, осушення території, скид в річки промислових, шахтних і побутових вод значно змінюють гідрологічний режим річок. Водосховища і ставки збільшують площу водного дзеркала і тим самим знижують (як і озера) стік річок унаслідок більшого випаровування з водної поверхні. Дослідженнями встановлено, що на значній частині території України зменшення стоку малих і навіть середніх річок за рахунок ставків і зрощування полів сягає в середньому 5-25%.

21. зміна температури повітря з висотою Адіабатичний процес. Інверсія температури та її типи . Ізотермія

Встановлено, що на кожний кілометр висоти температура повітря знижується в середньому на 6 0С. Високо в горах земна поверхня отримує більше сонячного тепла, ніж біля підніжжя. Проте з висотою тепло швидше випромінюється. Тому при підйомі в гори температура повітря загалом знижується. Ось чому на вершинах високих гір лежать сніг і лід.

Адіаба́тний проце́с (грец. αδιαβατος — неперехідний) — в термодинаміці зміна стану тіла без обміну теплом з навколишнім середовищем.

Адіабатичні процеси в атмосфері

Адіабатичне розширення потоку нагрітого повітря і ненасиченої пари з нижніх до верхніх шарів атмосфери є основною причиною зниження потоку, конденсації водяної пари та утворення хмар. При опусканні повітряних мас відбувається зворотний адіабатичний процес, внаслідок якого температура підвищується. На адіабатичне нагрівання й охолодження повітря в атмосфері накладаються ще й теплові ефекти, спричинювані тепловим випромінюванням, теплопровідністю, конвекцією, а також випаровуванням та конденсацією. В сухому та ненасиченому повітрі зниження чи підвищення температури на кожні 100 м дорівнює 1,0 °C. У повітрі, насиченому водяною парою — приблизно 0,5 °C.

інверсія температури — підвищення температури повітря з висотою в якому-небудь шарі атмосфери. Приземні інверсії пов'язані переважно з охолодженням повітря від ґрунту в вечірні і нічні години. Також бувають обумовленими стіканням більш важкого холодного повітря по схилах в гірські долини. Найчастіше спостерігаються в холодну пору року, при пануванні антициклональних циркуляційних процесів. При цьому температури в гірських долинах можуть бути на декілька градусів нижчими, ніж на верхніх частинах схилів та на гірських вершинах. Завдяки даному явищу абсолютні мінімуми температур в горах (зокрема, Карпатах), характерні не для вершин хребтів, а для вузьких міжгірських долин. Явище температурної інверсії пов'язане із виникненням на гірських схилах теплих смуг, де клімат є теплішим, ніж вище та нижче по схилі. Так, в Закарпатті найкращі кліматичні умови для вирощування теплолюбивих культур мають місце не в низьких днищах долин, а на схилах до висоти 200-250 м. Інверсія температури ускладнює вертикальну циркуляцію повітря. Через це в містах вона часто призводить до застою біля земної поверхні повітря, забрудненого викидами промисловості і транспорту, аж до утворення смогу.

Розрізняють два типи інверсії:

приземні інверсії температури, що починаються безпосередньо від земної поверхні (товщина шару інверсії - десятки метрів)

інверсії температури у вільній атмосфері (товщина шару інверсії досягає сотні метрів)

ізотермія -відносна сталість температури тіла, що забезпечується фізіологічними механізмами терморегуляції; властива людині і теплокровним тваринам.

22. Форма і розміри Землі . геоїд.

Питання форми та розмірів Землі цікавило людство ще з часів глибокої давнини. На його вирішення було потрачено не одне століття. Істина виборювалася поступово і у важкому протистоянні з різними, в тому числі і релігійними, забобонами. Сьогодні вже ніхто не сумнівається, що Земля за своєю формою подібна до кулі та інших планет Сонячної системи. Проте цей шлях пізнання вимагав тривалого часу і, відповідно, розвитку науково-технічного прогресу. Лише в XVII—XVIII століттях,коли для вивчення розмірів Землі почали застосовувати точні методи вимірювання (триангуляція), було встановлено, що наша планета не є ідеальною кулею, оскільки полярний та екваторіальний радіуси відрізняються за своєю довжиною більше ніж на 21 км. Це дозволило зробити висновок про сплющеність Землі по осі її обертання і підтвердило зроблене ще на межі XVII і XVIII століть І. Ньютоном теоретичне обґрунтування такого явища. Цей дослідник також вперше пояснив роль гравітації та відцентрової сили у формуванні фігури Землі. Пізніше результатами вимірювання величин дуг меридіанів та паралелей, виконаних в різних країнах, було встановлено, що Земля

стиснена не тільки на полюсах, але і по екватору: найбільший і найменший екваторіальні радіуси відрізняються за довжиною на 213 м. Така форма Землі нагадує трьохосний еліпсоїд, або сфероїд. Уявлення про Землю як про еліпсоїд (або сфероїд) в принципі вірні, але насправді поверхня Землі більш складна. Найбільш близькою до сучасної фігури Землі є фігура, яка дістала назву “геоїд”, що вперекладі означає “землеподібний”. Геоїд – це уявна поверхня, по відношенню до якої сили тяжіння направлені перпендикулярно в будь-якій точці Землі. В

межах акваторій океанів вона співпадає з поверхнею води, яка знаходиться в стані спокою. На суходолі лінія геоїда відхиляється в той або інший бік так, щоб вона залишалася перпендикулярною до напрямку вектора сили земного тяжіння. Іншими словами, геоїд – це вирівняна поверхня гравітаційного потенціалу, яка

співпадає з поверхнею води в океанах, тобто поверхнею “рівня моря” від якої ведеться відлік висотних відміток місцевості. Поверхні геоїда і сфероїда завдяки різниці в розподілі мас Землі, що спричиняє аномалії сили тяжіння, не співпадають і розходження між ними місцями складає близько 100-150 м Форма та розміри Землі були математично обґрунтовані геодезистом О.О.Ізотовим у 1940 р., а змодельована ним фігура, на честь відомого радянського геодезиста Ф.М. Красовського була названа еліпсоїдом Красовського. На сьогоднішній день параметри еліпсоїда Красовського підтверджені сучасними методами досліджень, у тому числі з залученням даних штучних супутників Землі, і складають:

– екваторіальний радіус – 6378,254 км;

– полярний радіус – 6356,863 км;

– полярне стиснення – 1298 25, .

За цими параметрами, були обчислені площа поверхні Землі – 510 млн. кв. км, її об’єм – 1,083⋅1012 км3 і маса – 5,976⋅1027 г.

Для Землі властива непостійна швидкість обертання навколо своєї осі. Розрізняють три типи зміни величини кутової швидкості: вікове сповільнення, нерегулярні стрибкоподібні зміни та періодичні коливання.

23. Загальна кількість та форми присутності води в атмосфері. Залежність вологості повітря від температури повітря

 Багато води в атмосфері —пара, туман і хмари.

Абсолю́тна воло́гість повітря — густина водяної пари в повітрі; практично — кількість водяної пари в грамах в 1 м³ повітря за даноїтемператури. Абсолютна вологість чисельно близька до пружності водяної пари, вираженої в мм ртутного стовпа. Абсолютна вологість біля поверхні землі коливається від десятих г/м³ (у приполярних та холодних країнах) до 20 г/м³ і вище (у приекваторіальних зонах).

Чиста вода — безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. На землі вода існує в трьох агрегатних станах — твердому, рідкому тагазоподібному. За нормального атмосферного тиску при 0°С вона замерзає і перетворюється у лід, а при 100°С — кипить, перетворюючись упару. У газоподібному стані вода існує і за нижчої температури, навіть нижче 0°С. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються.

У рідкому стані вода практично не стискається, при замерзанні розширюється на 1/11 від свого об'єму.

Найбільшу густину вода має при +4°С. Масу 1 см³ чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвали грамом (сучасне визначення грама основане на точнішому еталоні). На відміну від інших рідин, вода при охолодженні від + 4 до 0°С розширюється. Тому лід легший від води (на 8%) і не тоне у ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна, і цим забезпечується у них життя.

Потрійна точка води, тобто умови, за яких одночасно у рівноважному стані можуть співіснувати вода, лід та пара, реалізується при температурі0,01 °C і тиску 611,73 Па. 

24. Понятя про озеро. Походження та морфо метричні характеристики озер . раціональне використання озер

Озеро – це природна котловина, заповнена водою, яка не має безпосереднього зв’язку з океаном. Озера поширені на всіх материках, але найбільше їх в районах давнього материкового зледеніння та багатовікової мерзлоти /Скандинавія, Канада, Сибір/. За характером котловин виділяють греблеві, котловинні й змішані, Греблеві утворюються тоді, коли долина перекривається в будь-якому місці обвалом, льодовиком чи наносами, наприклад, Сарезьке озеро на р. Мургаб /Памір/. Котловині за походженням поділяють на тектонічні, вулканічні, льодовикові, карстові, суфозійні та ін. За характером водообміну озера бувають стічними /Байкал, Онезьке. Ладозьке/ і безстічними /Іссик-Куль. Балхаш та ін./. Існують ще проточні озера, тобто такі, через які відбувається транзитний стік річок /Чудське, Зайсан та ін./. За ступенем мінералізації озера поділяють на прісні з солоністю менше 1‰, солонуваті з солоністю від 1 до 25‰, солоні з солоністю понад 25‰. Морфологія і морфометрія озер. В усіх озерах більш або менш чітко виділяють такі морфологічні елементи: котловина, яка складається з ложа і берегової області. Берегова область складається з трьох зон: берег (береговий уступ), побережжя і берегова відмілина. Межі між цими частинами не завжди чітко виражені, окремі частини можуть бути відсутні. Морфометричні характеристики – це кількісні вираження розмірів озера і їх форми. Основні морфометричні характеристики: площа озера, довжина, розчленованість берегової лінії, глибина, об’єм води, форма озерної котловини. Озера – природні водоймища у заглибинах суші (котловинах), заповнені в межах озерної чаші (озерного ложа) різнорідними водними масами. Котловини О. за походженням поділяються на тектонічні, льодовикові, річкові (стариці), приморські (лагуни та лимани), провальні (карстові, термокарстові), вулканічні (в кратерах згаслих вулканів), завально-загатні (запрудні), штучні (водосховища, ставки). В залежності від умов утворення озерного ложа виділяють такі основні типи О.: дамбові (річкові, долинні та прибережні, а також штучні О. – водосховища), котловинні О. (моренні, карові, карстові, термокарстові, дефляційні, вулканічні та тектонічні), О. змішаного походження. За водним балансом О. поділяються на стічні, безстічні та зі змінним стоком

За походженням озерних котловин вирізняють такі типи озер: Тектонічні – розташовані у великих тектонічних прогинах на рівнинах (Ладозьке, Онезьке, Чад, Ейр, Великі Американські озера); у потужних тектонічних передгірських впадинах (Балхаш); у місцях великих тектонічних тріщин - рифтів, скидів, грабенів (Байкал, Танганьїка, Ньяса, Рудольф, Альберт та ін); Вулканічні озера – поширені в районах сучасного і давнього вулканізму: утворені в кратерах згаслих вулканів (озера Японських островів, 0. Ява та ін.); унаслідок підгачування річок продуктами вулканізму (Ківу, Севан, Кроноцьке). Льодовикові озера – утворені внаслідок діяльності сучасних або давніх льодовиків. Поділяють на: - трогові (Женевське, озера Скандинавії, Карелії, Кольського півострова); - карові (гірські озера Карпат, Кавказу та ін); - моренні (Сайма, Селігср). Карстові озера – утворені в районах залягання вапняків, до­ломітів, гіпсів, що розмиваються підземними водами і руйнуються унаслідок хімічного вивітрювання (озера Уралу, Кавказу, Полісся та ін.). Термокарстові озера – поширені в районах багаторічної мерз­лоти, угворені внаслідок протаювання і просідання ірунгів (озера Якутії, півночі Північної Америки та ін.). Суфозійні озера, котловини яких утворені внаслідок просідання, зумовлене вимиванням підземними водами дрібних частин грунту (озера лісостепових районів Сибіру). Річкові озера, котловини яких пов'язані із ерозійною та акуму­лятивною діяльністю річок (водно-ерозійні, водно-акумулятивні): озера стариці; плесові; дельтові; лиманні та лагунні озера. Метеоритні озера (Каалі в Естонії).

Річки та інші внутрішні води України (водосховища, озера. ставки, підземні води) мають важливе значення у водопостачанні, зрошенні. а річки, крім того, використовуються як джерела енергії, а також як транспортні шляхиЗростає значення підземних прісних вод. Їх використовують для водопостачання невеликих міст, сільських населених пунктів, промислових підприємств.

25. Осьове обертання Землі та його наслідки. Час

Земля здійснює кілька видів рухів. Найголовнішими з них є обертання навколо своєї осі та навколо Сонця. Навколо осі Земля обертається з заходу на схід проти годинникової стрілки, якщо ди­витися з Північного полюсу за 23 год 56 хв 4 с. Цей проміжок часу називається зоряною добою.

Осьове обертання характеризують кутовою та лінійною швид­кістю. Кутова швидкість (со) для всіх точок земної кулі однакова і дорівнює куту повороту тіла за одиницю часу. її визначають в граду­сах або радіанах:

ω = 360()/t, або ω = 2П/t.

Лінійна швидкість (V) - це швидкість, з якою тіло рухається по колу. На екваторі вона найбільша:

V() = ω*Rе = 2ПRе/t = 465 м/с.

де ω - кутова швидкість; Rе - екваторіальний радіус Землі (6378245 м). Для інших географічних широт лінійна швидкість (Vφ) обчислюється за формулою:

На полюсі Vφ - 0 м/с.

Розрізняють логічні і прямі докази осьового обертання.

Логічні: 1. Якщо всі планети обертаються навколо своєї осі, то й Земля як планета також обертається навколо своєї осі.

2. Земля обертається навколо своєї осі, а не зорі навколо Землі, бо неможливо уявити швидкість руху по колу тих зір, які знаходяться від Землі на відстані мільярдів світлових років.

Прямі: 1. Дослід з маятником Фуко. Кут видимого повороту площини коливання маятника відносно земної поверхні визначають за формулою:

А =15"*sinφ ,

де А - кут видимого повороту за 1 годину; φ - географічна широта. А - зростає від екватора до полюсів від 0° до 15°.

2. Відхилення тіл, що падають, на схід зумовлено збільшен­ням лінійної швидкості з висотою. її розраховують за формулою:

d = 0,022h√h*cosφ,

де d- величина відхилення, мм: h - висота падіння тіла м. Найбільше відхилення на екваторі, найменше - на полюсах. Це яви И враховують підчас розрахунків траєкторій запуску або посадки кос­мічних апаратів.

Форма Землі. Еліпсоїдної форми Земля набула під дією віл

центрової сили, яка виникає під час обертання Землі навколо своєї

осі. Якби зникла відцентрова сила, то вода під дією сили земного тя

жіння ринула б до полюсів і на планеті залишилися б лише два океа­

ни і один материк уздовж екваторіальних широт.

Сучасні космічні дослідження.

Географічні наслідки осьового обертання: зміна дня і ночі, при­пливи і припливне тертя, добовий ритм у географічній оболонці, від­хилення тіл, що рухаються горизонтально над поверхнею Землі в Північній півкулі праворуч, у Південній - ліворуч (сила Коріоліса), гравітаційне поле, можливість побудови градусної сітки та розрахун­ків часу.

Нахил Землі до площини орбіти та її рух навколо Сонця зумов­люють на різних широтах нерівність дня й ночі. На широтах, які не перетинаються світлодільною площиною, зміни дня й ночі немає (там - полярна ніч або день). Припливне тертя зумовлює сповіль­нення осьового обертання. Добовий ритм проявляється в послідовній зміні явищ природи, фізичного стану атмосфери (добовий хід темпе­ратури повітря й грунту, бризова циркуляція), коливанні рівнів гірсь­ких річок, добовій активності людини.

Сила Коріоліса. За законом інерції будь-яке тіло, що рухається, намагається зберігати свій попередній напрям і швидкість руху щодо світового простору. Сила Коріоліса завжди перпендикулярна до руху тіла і спрямована праворуч в Північній півкулі і ліворуч - у Півден­ній, зростаючи від екватора до полюсів. Проявляється у рухові повіт­ряних та океанічних мас, у підмиванні правих берегів річок Північної півкулі і лівих - Південної. Обчислюється за формулою:

F = 2ωV sinφ (15)

де F - сила Коріоліса (кут відхилення); т - маса тіла; ω - ку­това швидкість: V-лінійна швидкість тіла; φ - широта.

Сила Коріоліса враховується в техніці, метеорології і баліс­тиці під час розрахунків траєкторії польотів ракет

26. Болота та заболочені землі . Роль боліт у географічній оболонці

Болотом називається ділянка суши з рясним застійним або слабко проточним зволоженням ґрунту протягом більшої частини року. Характерною рисою боліт є заростання їхньої поверхні мохами, і вищою водною рослинністю, а також процеси торфоутворення. Залежно від товщини шару торфу розрізняють властиво болота, покриті шаром торфу не менш ніж 30 см, і заболочені землі, тобто ділянки суши, де шар торфу менший 30 см. Заболочені землі й болота є різними щаблями розвитку болотної стадії почвоутворюючого процесу.

Вони грають першорядну роль для тих, хто здійснює лише частину свого життя на болота

Якщо знищити болота, загинуть не тільки рослини і тварини боліт, але й багато хто з тих тварин, які мешкають поблизу, тому що найчастіше болота є місцем укриття - в них ховаються птахи і звірі від своїх переслідувачів.

Для боліт характерна не тільки різноманітна фауна, а й унікальна флора. Рослини боліт активно поглинають енергію Сонця і в процесі фотосинтезу створюють величезну біомасу, яку може використовувати людина.

Торф'яні мохи - перші поселенці на голих каменях і скелях, на грунті, непридатною для інших рослин. Саме завдяки їм камені та скелі поступово покриваються рослинністю.

Болота важливі і для підтримки водного рівня в суміжних біоценозах. Повний осушення болота може погубити прилеглий район. Якщо поблизу море, морська вода потім вторгнеться в підземні води, які використовуються в якості питної води в містах, розташованих на узбережжі.

Крім осушення боліт для видобутку торфу або для залучення болотних угідь в сільське господарство на болотяних землях іноді пасуть худобу.

Людина використовує болотні рослини, які мають харчову і лікарську цінність. Болотні рослини часто дають багаті врожаї. Так, журавлина на болотах Карелії з одного гектара дає до 200 кг ягід, а морошка - 700 - 800 кг. Безліч лікарських рослин - багно, аїр та ін - виростає саме на болотах.

Інтенсивне використання та результати кампанії з осушення боліт призвели до необхідності задуматися про їх охорону.

В останні роки болота стали об'єктом пильної уваги вчених. Це не дивно, адже болота являють собою не тільки унікальні екологічні системи, а й цінні родовища корисних копалин. Освоєння болотних родовищ йде дуже стрімко. Відкриття найбагатших покладів нафти і газу в заболочених районах Сибіру і Крайньої Півночі, розробки торфу, також як і збільшення площ орних земель - усе це потребує осушення боліт. При цьому виникає загроза їх повного знищення. Але як природний ландшафт, болота становлять невід'ємну частину біосфери. Як було зазначено вище, вони грають основну роль у гідрологічному балансі ряду місцевостей. При цьому до цих пір багато аспектів функціонування болотних екосистем залишаються невідомими. Тому болота як тип рослинного співтовариства вимагають не лише всебічної охорони, а й фундаментального дослідження.

27.характеристика вологості повітря , абсолютна і питома вологість, фактична пружність водяної пари, пружність насичення , відносна вологість , дефіцит вологості і точка роси

Вологість повітря, вміст в повітрі водяної пари; одна з найбільш істотних характеристик погоди і клімату.

Питома вологість повітря, одна з характеристик вологості повітря, відношення маси водяної пари в деякому об'ємі повітря (у г) до всієї маси повітря в цьому об'ємі (у кг ) .

2. Відносна вологість повітря ƒ – відношення парціального тиску водяної пари, яка є в повітрі до тиску насиченої водяної пари за даної температури, виражене у відсотках

ƒ= е/Е·100%

Це фактична пружність водяної пари – тобто це тиск водяної пари, що міститься у повітрі.

Розрізняють фактичну пружність і пружність

насичення водяної пари /Е/. Пружність насичення - це максимально можлива

за даної температури пружність водяної пари. Наприклад, при температурі

0°С вона дорівнює близько 6 мб, при температурі -20 °С - близько 1 мб. а

при З0?С - близько 42 мб. Чим вища температура повітря, тим більший

вміст водяної пари, тому при достатній кількості вологи на підстеляючій

поверхні в теплому повітрі вдень пружність водяної пари більша, ніж у

холодному.

Важливою характеристикою є дефіцит вологості повітря (d) – це різниця між пружністю насичення (Е) при даній температурі повітря і фактичною пружністю (е) водяної пари в повітрі.

 D = Е – е (9.3)

3. Дефіцит насичення – це різниця між тиском насиченої водяної пари Е при даній температурі повітря і фактичним тиском водяної пари е в повітрі

d=E-e гПа.

Дефіцит насичення показує, скільки водяної пари не вистачає для насичення повітря при даній температурі (гПа).

4. Абсолютна вологість а – це маса водяної пари в грамах в 1м³ повітря (г/м³). Абсолютну вологість не вимірюють, а обчислюють за виразом

а=217е/Т г/м³,

де е в гПа, а Т – в градусах Кельвіна (⁰К), або за виразом

а=0,8е/(1+αt) г/м³,

де α – коефіцієнт температурного розширення повітря, який дорівнює  1/273=0,004, t – температура в ⁰С.

5. Точка роси t_d (температура точки роси) – це температура, при якій водяна пара, що міститься в повітрі, досягає стану насичення при незмінному атмосферному тиску. Це можна пояснити на такому прикладі. Якщо при температурі повітря 15⁰С парціальний тиск водяної пари 12,3 гПа, то таке повітря не насичене. Щоб воно стало насиченим, потрібно знизити його температуру до 10⁰С. Ця температура (10⁰С) в даному випадку і є точкою роси. При насиченні повітря водяною парою точка роси дорівнює фактичній температурі.

28. Орбітальний рух Землі та його наслідки