1)" Над Карибским морем и Мексиканским заливом (ураганы, торнадо);

над Южно-Китайским морем и около Филиппинских островов (тайфуны);

над Аравийским морем и Бенгальским заливом (цикло­ны) ;

над южной частью Индийского океана, восточнее Мадагас­кара (орканы).

Антициклоны. Области высокого давления, или антициклоны, характеризуются циркуляцией воздуха в направлении часовой стрелки в северном полушарии и против — в южном, а также нисходящими движениями воздушных масс.

Возникновение и развитие антициклонов в основном тоже связано с атмосферными фронтами. Так, области повышенного давления обычно разделяют циклоны одной и той же циклони­ческой серии, а в тылу всей циклонической серии возникают еще более мощные антициклоны. Однако фронты в антицикло- нальных областях выражены слабо и располагаются в верхних слоях атмосферы. Приземные же слои представляют собой одно­родную массу воздуха. Это обусловливает однородную и устой­чивую погоду. Характер погоды здесь определяется влиянием нисходящих воздушных течений, свойственных антициклону. Ти­пичная особенность — отсутствие фронтальных облачных систем. Нередко в антициклонах господствует совершенно безоблачная, жаркая, сухая погода летом и морозная зимой.

Температура в западной части антициклона, где господствуют южные ветры, обычно выше, чем в восточной, с северными вет­рами. Суточный ход метеорологических элементов характери­зуется большими амплитудами.

Иногда в антициклоне наблюдаются облака небольшой вер­тикальной мощности, образующиеся в устойчивых воздушных массах вследствие охлаждения и инверсии воздуха от подстила­ющей поверхности. При большой влажности нижних слоев воз­духа в антициклоне выпадают моросящие осадки. Ввиду малых барических градиентов в антициклоне ветры слабые, а в цент­ральной его части наблюдается полный штиль.

При движении антициклоны занимают обширные области с диаметром до 3000 км. Циклоны и антициклоны способствуют тепло- и влагообмену между отдельными широтами, и в этом их важнейшее значение.

Большая часть осадков связана с циклонами. Антициклоны обусловливают зимой морозную погоду, а летом — ясную, за­сушливую. Повторяемость циклонов и антициклонов для опре­деленного места — важнейший признак климата.

8*

115

Вопросы и задания. 1. Какими признаками характеризуют циклоны умеренных широт? 2. Назовите условия образования циклонов. 3. Какие ста­дии выделяют в развитии циклона? 4. Используя рис. 24, проследите, как из­меняется погода в циклоне. 5. По календарю наблюдений дайте описание по­годы в периоды пониженного атмосферного давления. 6. Проведите сравнение по выделенным признакам циклона с антициклоном. Почему в центре антици­

клона наблюдается устойчивая ясная погода? 7. Чем отличаются тропические циклоны от циклонов умеренных широт? Используя карту, покажите области возникновения тропических циклонов. 8. Какова роль циклонов и антицикло­нов в тепло- и влагообмене на Земле?

Предсказание погоды

Погода оказывает огромное влияние на хозяйственную и культурную жизнь человека. Поэтому прогноз погоды — одна из важнейших задач современности. В Советском Союзе создана .специальная служба погоды. В органы службы погоды непре­рывным потоком в зашифрованном виде поступают сведения о погоде по наблюдениям наземных метеорологических станций, а также аэрологических⁶. Результаты наблюдений этих станций наносятся на карту, которая называется синоптической (рис. 25). .По синоптической карте синоптики прогнозируют погоду на 1 — .3 суток (краткосрочный прогноз) и 4—10 суток, месяц, сезон (долгосрочный прогноз). Прогнозирование погоды — задача .сложная. Погода зависит от большого числа факторов, облада­ющих изменчивостью во времени и пространстве. Рассмотрим сущность приема прогнозирования погоды.

На синоптической карте выделяются области пониженного давления (циклоны), области повышенного давления (антицик­лоны), проводятся фронтальные разделы с выделением теплого и холодного фронтов, фронта окклюзии областей распростране­ния осадков. Таким образом, по карте делается общий обзор погоды по данным метеостанций. Анализ погодных условий на основе сравнения дает синоптикам возможность научно предска­зать погоду на ближайшее время. При этом учитывается пере­мещение основных форм движения воздуха. Например, в 9 ч утра центр циклона находился над Великобританией, а в 13 ч он переместился к Балтийскому морю. По карте вычисляют на­правление и скорость движения циклона. Это позволяет пред­сказать погоду на завтра для центральных районов Восточно- ЭЕропейской равнины и Урала. При этом учитывается характер изменения погоды в зависимости от стадии образования цикло­на, а также от того, какая его часть займет данную местность, какие фронты пройдут — теплый или холодный.

Для .предсказания погоды большое значение имеют высотные наблюдения за температурой, давлением, влажностью воздуха; эти данные наносятся на особых барических картах, которые используются для предсказания погоды.

В настоящее время для уточнения предсказаний погоды ши­роко используют фотографии облаков со спутников. Облач­ность — очень важный показатель атмосферных процессов. В низких широтах над океанами образуются тропические цикло-

• Области низкого дав­ления (циклон) Области высокого дав­ления (антициклон)

Давление воздуха, —1020— о гектопаскалях

О 600 км _U I

	TV

Теплый фронт

Холодный фронт

Фронт окклюзии

Температура воздуха

направление и скорос ветра:

длинное перо - 5 м/с короткое перо-2,5 м/с

Состояние неба: О ясно * * снег

(5 облачно о • дождь

© пасмурно = туман

Рис. 25. Синоптическая карта

ны. Эти вихревые образования фотографируют, через определен­ное время. По снимкам определяют напр явление и скорость их движения, о чем оповещают население прибрежных областей.

Предсказание погоды молено проводить и по местным при­знака м.

Призн аки устойчивой ясной nor о ды

Давление воздуха, высокое, почти не меняется или медлен­но повышается.

Резко выражен суточный ход температуры: днем жарко, яючью прохладно.

Ветер слабый, к полудню усиливается, вечером утихает.

Небо весь день безоблачно или покрыто кучевыми обла­

ками, исчезающими к вечеру. Относительная влажность воздуха снижается днем и возрастает к ночи.

Днем небо ярко-синее, сумерки короткие, звезды слабо мерцают. Вечером заря желтая или оранжевая.

Сильные росы или иней ночью.

Туманы над низинами, усиливающиеся ночью и исчезаю­щие днем.

Ночью в лесу теплее, чем в поле.

Дым из печных труб и костров поднимается вверх.

Ласточки летают высоко.

Признаки неустойчивой ненастной погоды

Давление резко колеблется или непрерывно понижается.

Суточный ход температуры выражен слабо или с наруше­нием общего хода (например, ночыо температура повышается).

Ветер усиливается, резко меняет свое направление. Дви­жение нижних слоев облаков не совпадает с движением верхних.

Облачность возрастает. На западной или юго-западной стороне горизонта появляются перисто-слоистые облака, которые распространяются по всему небосводу. Они сменяются высоко­слоистыми и слоисто-дождевыми облаками.

С утра душно. Кучевые облака растут вверх, превращаясь в кучево-дождевые, — к грозе.

Утренние и вечерние зори красные.

К. ночи ветер не стихает, а усиливается.

Вокруг Солнца и Луны в перисто-слоистых облаках воз­никают светлые круги (гало). В облаках среднего яруса — вен­цы.

Утренней росы нет.

Ласточки летают низко. Муравьи прячутся в муравей­ники.

Вопросы и задания. 1. В течение недели проведите тщательные наблю­дения за характером изменения воздушных масс, температурой, давлением, влажностью воздуха, ветром, облачностью и наземными продуктами конден­сации. Составьте графики хода основных элементов погоды, дайте их анализ. Объясните причины повышения или понижения температуры воздуха. 2. Объ­ясните причины изменчивости погоды. 3. В чем различие между климатиче­скими и атмосферными фронтами? 4. Пронаблюдайте характер изменения по­годы в циклоне. Начертите циклон в разрезе. На рисунке изобразите измене­ние облачности в нем. 5. Какая часть антициклона более теплая — западная или восточная? Почему? 6. Каким основным методом пользуются синоптики для пресказания погоды?

Понятие о климате

Климат (греч. ktima — наклон). Древние греки связывали климатические различия с наклоном солнечных лучей и земной поверхности. Они заметили, что чем выше стоит Солнце над ли- яией горизонта, тем больше оно посылает тепла. В дальнейшем было установлено, что климат неодинаков на одной и той же ши­роте, потому что зависит от многих условий. Наблюдения за по­годой позволили определить климат как многолетний режим от­дельных метеорологических элементов (средняя температура, давление, ветер, осадки). Например, для Свердловска средняя температура июля +17°С, января —16°С, осадков 440 мм, пре­обладающие ветры юго-западные.

Под климатом понимают многолетний режим погоды, зави­сящий от географических условий данной местности.

Климат оказывает влияние на реки, растительность, животный 'мир и почвы. Так, в областях, где земная поверхность получает много тепла и влаги, растут влажные вечнозеленые леса. Обла­сти, расположенные около тропиков, тепла получают почти столько же, сколько на экваторе, а влаги значительно меньше, поэтому они покрыты скудной пустынной растительностью. Большая часть нашей страны занята хвойными лесами, которые приспособились к суровому климату: холодной и продолжитель­ной зиме, короткому и умеренно теплому лету, среднему увлаж­нению.

Климатические условия оказывают влияние на образование различных типов почв, режим рек.

В зависимости от климата развиваются отрасли сельского хозяйства. Например, в средней полосе России невозможно вы­ращивать такие культуры, как рис, чай, мандарины, апельсины, зато можно получать богатые урожаи пшеницы, ржи, овса, кар­тофеля, для которых здесь достаточно тепла и влаги.

Знания о климате используются в строительстве, на тран­спорте, в курортном деле и в других отраслях народного хозяй­ства.

Формирование климата зависит от многих факторов, прежде всего от широты места. Широта места определяет угол падения солнечных лучей и, соответственно, количество тепла, поступаю­щего от Солнца. Количество тепла зависит также от характера подстилающей поверхности и от распределения суши и воды. Вода, как известно,, медленно нагревается, но и медленно осты­вает. Суша, напротив, быстро нагревается и также быстро осты­вает. В результате формируются различные режимы погоды над водной поверхностью и над сушей. Над водной поверхностью формируется морской климат: с плавным ходом температуры, с небольшими суточными и годовыми амплитудами, большой об­лачностью, равномерным и достаточным количеством осадков. Над сушей совершенно другой климат — континентальный: с резкими перепадами температур как в течение суток, так и в течение года с меньшей облачностью, с неравномерным выпаде­нием осадков (в теплый период больше, в холодный — меньше).

Приведем примеры температурных условий морского и кон­тинентального типов климата на параллели 52° с. ш. (табл. 10).

	Средняя	месячная
	температура, С		Средняя
Наименование				годовая		Амплитуда
пункта				темпера­
	самого	самого		тура, °с
	теплого	голодного
Валенсия	15,2	7,1		10,5		8,1
Ганновер	17,3	0,4		8,4		16,9
Варшава	18,9	— 3,6		7,6		22,5
Курск	19,4	— 9,3		5,2		28,7
Оренбург	22,0	—15,4		3,8		37,4
Нерчинск	22,7	—30,5		—3,9		53,2

Из этой таблицы видно, что Валенсия, расположенная на за­падном побережье Ирландии и находящаяся под непосредствен­ным влиянием Атлантического океана, имеет среднюю темпера­туру самого теплого месяца +15,2°С, а холодного +7,Г, т. е. ее годовая амплитуда равна 8,1°. С удалением от океана повышает­ся средняя температура самого теплого месяца и понижается самого холодного, т. е. растет амплитуда годовых температур. В Нерчинске она достигает 53,2°..

Исключительно разнообразная подстилающая поверхность суши также оказывает влияние на климат. Большая роль при­надлежит рельефу. Горные хребты и котловины, равнины, речные долины, овраги создают особые условия климата. Горы чаще всего являются климаторазделами. Так, Кавказское побережье Черного моря имеет субтропический влажный климат. За Су- рамским хребтом преобладают полупустынные территории и су­хие степи. Здесь климат сухих субтропиков.

На климат влияют и морские течения. Теплые течения пере­носят огромное количество тепла из низких широт в более высо­кие, холодные — холод из более высоких широт в низкие. В ме­стах, омываемых теплыми течениями, годовая температура возду­ха выше на 5—10°, чем на этих же широтах, омываемых холод­ными течениями.

Итак, климат каждой территории зависит от следующих ус­ловий: широты места, подстилающей поверхности, морских те­чений, рельефа и высоты места над уровнем моря.

Климаты Земли

С давних времен ученые пытались найти основные закономер­ности распределения климатов Земли. Тепло на земной поверх­ности распределяется зонально, поэтому и климаты на Земле распределяются зонально.

Советский ученый Б. П. Алисов разработал классификацию климатов земного шара. В основу ее положены типы воздушных масс, их формирование и изменение при движении под воздейст­вием подстилающей поверхности.

В зависимости от этих факторов выделены следующие клима­тические пояса: экваториальный, два тропических, два умерен­ных, два полярных (арктический, антарктический) и переход­ные— два субэкваториальных, два субтропических и два суб­полярных (субарктический и субантарктический) (рис. 26).

Климат экваториального пояса охватывает бассейны рек Конго и Амазонки, побережье Гвинейского залива, Зондские острова. В экваториальном поясе круглый год господствует эк­ваториальный воздух. Среднегодовые температуры от +25 до + 28°С.

В дневные часы температура воздуха редко поднимается до 4-30°С. Но сохраняется высокая относительная влажность — 70—90%. Высокое положение Солнца в течение круглого года обусловливает сильный нагрев поверхности. Нагретый воздух, насыщенный водяными парами, в условиях пониженного давле­ния поднимаемся вверх. На небе появляются кучевые облака, которые к полудню закрывают все небо. Воздух продолжает под­ниматься, кучевые облака переходят в кучево-дождевые, из ко­торых после полудня выпадают интенсивные ливневые дожди. В этом поясе годовое количество осадков превышает 2000 мм. Есть места, где их количество увеличивается до 5000 мм. Осадки в течение года распределяются равномерно.

Высокие температуры в течение круглого года, большое коли­чество осадков создают условия для развития богатой расти­тельности — влажных экваториальных лесов.

Климат субэкваториального пояса наблюдается на огромных пространствах Бразильского нагорья в Южной Америке, в Цен­тральной Африке к северу и востоку от бассейна Конго, на полу­острове Индостан, Индокитай, а также в Северной Австралии. Это область саванн.

Самой характерной особенностью климата этого пояса являе­тся смена воздушных масс по сезонам: летом вся эта область занята экваториальным воздухом, зимой — тропическим. В ре­зультате этого выделяются два сезона — влажный (летний) и сухой (зимний). В летний сезон климат мало чем отличается от экваториального. Воздух теплый и влажный поднимается вверх, что создает условия для образования облаков и обильного вы­падения осадков. Именно в этом поясе расположены места с на­ибольшим количеством осадков (северо-восток Индии и Гавай­ские острова). В зимний период условия резко изменяются. На всем пространстве господствует сухой тропический воздух, устанавливается сухая погода. Травы выгорают, а деревья сбра­сывают листву.

Климат тропического пояса распространен по обе стороны от тропиков как на океанах, так и на материках между саваннами и субтропиками. Здесь круглый год господствует тропический

з-Бэтор

•Р»Ь1й_тр6п#„(

■ Экватор

1ШШШШ

\0жный_тР??"1

Кейптаун

В Экваториальный пояс

полярный-

Субэкваториальный пояс

Тропический пояс

Субтропический пояс

Рис. 26. Карта климатических поясов по Алисову

воздух. В условиях тропического давления и малой облачности он отличается высокими температурами. Средняя температура самого теплого месяца превышает +30°С, а в отдельные дни до­ходит до+50—55°С.

Из-за повышенного давления и нисходящих токов воздух не может подняться высоко и охладиться настолько, чтобы произо­шла конденсация водяных паров, поэтому осадков на большей части территории выпадает мало (менее 200 мм). Это вызвало образование величайших пустынь в мире — Сахары, Западно- Австралийской, Аравийского полуострова.

122

Но не везде в тропи­ческих поясах климат за­сушлив. На восточных по­бережьях материков, там, где пассаты дуют с океа­нов, выпадает много осад­ков (Большие Антильские острова, восточное побе­режье Бразилии, восточ­ное побережье Африки). Климат этих областей мало чем отличается от

экваториального, хотя го­довые колебания темпе­ратуры значительны, так как значительна разница в высоте Солнца по сезо­нам. Благодаря большо­му количеству осадков и высоким температурам здесь растут влажные тропические леса.

Умеренный пояс

ЛVVI Субарктический и субантаркти •\чч\Ч ческий пояса-

Арктический и антарктический пояса

Климаты субтропиче­ского пояса занимают большие пространства, тя­нущиеся полосой от 25 до 40° с. и ю. ш. Для этого пояс-а характерна смена воздушных масс по сезо­нам года: летом вся об­ласть занята тропическим воздухом, зимой — возду­хом умеренных широт. В зависимости от долгот­ного протяжения области здесь выделяют три кли­матических района: за­падный, центральный и восточный. Западный климатический район охватывает западные части материков: побережье Среди­земного моря, Калифорнию, центральную часть Анд, юго-запад Африки и Австралии. Особенность климата западного района состоит в том, что летом сюда смещается тропический воздух, который создает область высокого давления. В результате уста­навливается сухая и солнечная погода. Зима теплая, влажная. В это время здесь господствует воздух умеренных широт, про­ходит фронт, на котором образуются циклоны. С циклонической деятельностью связаны осадки. Этот климат иногда называют средиземноморским.

Совершенно другой климатический режим наблюдается в во­сточном районе (Восточная Азия, юго-восточная часть Север­ной Америки). Летом в этот район поступают влажные тропиче­ские массы воздуха с океана (летние муссоны), принося большую облачность и осадки. А зимние муссоны приносят потоки сухого континентального воздуха умеренных широт. Температура само­го холодного месяца выше 0°С, но значительно ниже, чем в за­падном районе.

В центральном районе (Восточная Турция, Иран, Афгани­стан, Большой Бассейн в Северной Америке) в течение круглого года преобладает сухой воздух: летом — тропический, зимой — континентальный воздух умеренных широт. Лето здесь знойное, засушливое; зима короткая, влажная, хотя общее количество осадков не превышает 400 мм. Зимой бывают морозы, выпадает снег, но устойчивого снежного покрова не образуется. Суточные амплитуды температур велики (до 30°), большая разница и меж­ду самым теплым и самым холодным месяцами. Здесь, в цент­ральных областях материков, расположены пустыни.

Климат умеренного пояса занимает области между субтропи­ками и тундрами, от 40° с. и ю. ш. до полярных кругов. В южном полушарии преобладает океанический климат в связи с огром­ными водными пространствами; в северном выделяют три клима­тических района: западный, центральный и восточный.

В западном районе (западная часть Европы, запад Канады, юг Анд) преобладает морской воздух умеренных широт, прино­симый западными ветрами с океанов. Он содержит большое ко­личество влаги и дает много осадков (500—1000 мм в год). Осадки распределяются в течение года равномерно, засушливых периодов не наблюдается. Под влиянием океанов ход температур плавный, годовые амплитуды невелики. Похолодания приносят арктические массы воздуха, при поступлении которых темпера­тура зимой понижается. В это время наблюдаются обильные снегопады. Лето длинное, прохладное, резких изменений темпе­ратур воздуха не бывает.

В восточном районе (северо-восток Китая, Дальний Восток) климат муссонный. Зимой поступают холодные континентальные массы воздуха, формирующиеся над материком. Температура самого холодного месяца колеблется от —5 до —25°С. Летом дуют с океана влажные муссоны, принося на материк большое количество осадков.

В центральном районе (средняя полоса России, Украина, се­вер Казахстана, юг Канады) формируется континентальный воздух умеренных широт. Нередко зимой сюда поступает аркти­ческий воздух с очень низкими температурами. Зима длинная, морозная; снежный покров удерживается свыше трех месяцев. Лето дождливое, теплое. Количество осадков по мере продвиже­ния на восток уменьшается (от 700 до 200 мм). Самая характер­ная особенность климата этого района — резкие перепады тем­ператур в течение года, неравномерное распределение осадков, что иногда вызывает засухи.

К северу от умеренного пояса (в северном полушарии) и к югу от него (в южном полушарии) расположены переходные по­яса — субарктический и субантарктический. Для них характер­на смена воздушных масс по сезонам: летом — воздух умеренных широт, зимой — арктический (антарктический). В северном по­лушарии в этих широтах тундры лето короткое, прохладное, со средней температурой самого теплого месяца от 12 до 0°С, с не­большим количеством осадков (в среднем 200 мм), с частыми возвратами холодов. Зима длинная, морозная, с метелями и глу­бокими снегами.

В полярных поясах (арктическом и антарктическом) форми­руются холодные массы воздуха в условиях повышенного давле­ния. Для этих поясов характерны длинные полярные ночи и по­лярные дни. Их продолжительность на полюсах доходит до ше­сти месяцев. Хотя солнце летом и не заходит за горизонт, но под­нимается оно невысоко, его лучи скользят по поверхности и дают мало тепла. За короткое лето снега и льды не успевают растаять, поэтому в этих областях сохраняется ледяной покров. Он покры­вает мощным слоем Гренландию и Антарктиду, а ледяные горы — айсберги — плавают в приполярных районах океанов. Холодный воздух, скапливающийся над полярными областями, переносится сильными ветрами в умеренный пояс. На окраине Антарктиды ветры достигают скорости 100 м/с. Арктика и Антарктида — «хо­лодильники» Земли.

Микроклимат

На территории даже небольшого района климатические усло­вия не бывают однородными. Под влиянием местных факторов: мелких форм рельефа, экспозиции склонов, почвенно-грунтовых особенностей, характера растительного покрова — создаются особые условия, получившие название микроклимата.

Изучение микроклимата имеет важное значение для разви­тия многих отраслей сельского хозяйства, особенно полеводства, садоводства, овощеводства.

Самые значительные изменения в физических свойствах воз­духа наблюдаются в приземном слое до высоты 1,5 — 2 м, т. е. в том слое, где растут растения. Днем этот слой сильно нагре­вается, а ночью охлаждается, поэтому суточные амплитуды тем­пературы велики. В приземном слое резко уменьшается скорость ветра, а турбулентное перемешивание воздуха в результате это­го невелико. Это приводит к увеличению влажности. Измерение температуры воздуха в середине дня на разных высотах показы­вает, что разница температур на высоте до 2 м достигает 2—5°.

По наблюдениям днем в течение лета в Омске температура на высоте 30 см на 2—3° выше, чем на высоте 200 см, а количе- стзо дней с температурой выше 25°С достигает там 55—60; в то же время на высоте 200 см бывает только 35 таких дней. По­вышение температуры приземного слоя ускоряет физиологичес­кие процессы в растениях. Еще в 30-е годы нашего столетия по­лучили широкое распространение стелющиеся сады в Сибири и ча Урале, где выращивание плодовых деревьев затруднено из* за морозов и недостатка тепла. Летом стелющиеся сады полу­чают достаточно тепла и влаги, а зимой снег предохраняет их от вымерзания.

Большое влияние на микроклиматические условия оказывают рельеф и экспозиция склонов. В летние дни в котловинах, по до­линам рек температура воздуха выше, чем на возвышенностях, там чаще наблюдаются туманы, росы, иней и заморозки. Зимой при ясной погоде в низинах температура ниже, чем на возвышен­ностях. Разница температур может доходить до 10—20° при под­нятии на высоту 1—1,5 км.

Наибольшее количество тепла получают южные склоны, они же имеют и более высокие (по сравнению с северными) темпе­ратуры почвы и воздуха.

Холмы, возвышенности, долины оказывают большое влияние на скорость ветра. В отдельных местах по долинам рек ско­рость ветра вдвое больше, чем на окружающей территории. Вет­ровой поток обтекает холмы, в результате наибольшая скорость ветра наблюдается не на вершине холма, а с боков, с наветрен­ной стороны. Огромное влияние на микроклиматические условия оказывает лес. В лесу теплее, чем на открытом месте. Скорость ветра в лесу резко уменьшается, и уже на расстоянии 100—200 м от опушки ветер не ощущается даже при самых больших скоро­стях. В лесу сохраняется большая влажность, что благоприятно сказывается на растительности.

Специфическим является микроклимат города. В городе тем­пература воздуха выше, относительная влажность ниже, дождей выпадает больше, чем в окрестностях, реже наблюдаются замо­розки. В городах воздух более запылен, поэтому прямая солнеч­ная радиация меньше, соответственно чаще наблюдаются ту­маны.

Даже эти отдельные примеры микроклиматических различий ясно показывают, какое значение имеют знания о микроклимате в развитии отдельных отраслей народного хозяйства: их влияние необходимо учитывать не только в сельском хозяйстве, но и при работе транспорта, в строительстве, здравоохранении.

Изменение климата

При добыче полезных ископаемых не раз находили отпечат­ки листьев, а иногда окаменевшие стволы деревьев, кости живот­ных, живших миллионы лет назад. Все эти находки — своеобраз­ные памятники прошлых геологических эпох.

Каменный уголь — ископаемое растительного происхожде­ния. И если его находят в Воркуте, на архипелаге Шпицберген, подо льдами Гренландии, то можно с уверенностью сказать, что в этих местах в далеком прошлом климат был теплым и влаж­ным, что обусловило богатую растительность, из которой впо­следствии образовался каменный уголь.

Глубоко в земле были обнаружены мощные слои каменной и калийной соли. Эти слои могли образоваться только в условиях сухого жаркого климата, когда испарение было настолько боль­шим, что замкнутые морские бассейны высыхали, на дне их от­лагались залежи соли.

В нейтральной части Восточно-Европейской равнины встреча­ются огромные валуны из гранита. В районе Москвы гранитные породы залегают на глубине до 2000 м. Ясно, что эти валуны не местного происхождения. Установлено, что они были принесены ледником с территории нынешней Финляндии и Карелии в район Москвы.

Приведенные примеры показывают, что в истории развития Земли климат постоянно изменялся. Этот процесс продолжается и теперь. На основе непосредственных наблюдений за погодой, т а также изучения многих других показателей климата установ­лены различные периоды его колебаний: 9—11-летние, 30—35- летние, 80—90-летние. В 1910—1920 гг. началось потепление климата, и за 50 лет на некоторых метеостанциях средняя годо­вая температура повысилась на 2°. Это равносильно перемеще­нию данного пункта на 300—400 км к югу.

В средней полосе нашей страны за многолетний период на­блюдений зима стала более теплой, а лето прохладным. Увели­чилось количество осадков.

Современное потепление и увлажнение климата вызвано уси­лением общей циркуляции атмосферы, которое приводит к более интенсивному обмену воздушными массами между тропически­ми и полярными областями. Основной причиной изменения об­щей циркуляции атмосферы ученые считают увеличение солнеч­ной активности.

Человечество давно задумывается над тем, как можно изме­нить климат, чтобы тепло пустынь использовать для обогрева тундр, воду растопленных льдов Северного Ледовитого океана направить в засушливые области и т. д. Существует много про­ектов изменения климата. Все они сводятся к преобразованию прихода и расхода тепла или влаги в данной области. Вопрос этот чрезвычайно сложен, ибо климат зависит от многих факто­ров. К тому же, изменение климата одной области обязательно отразится на климате других областей. Поэтому в настоящее время наука занята проблемой улучшения климата нашей Земли.

Вопросы и задания. 1. В чем отличие погоды от климата? Каковы при­чины разнообразия климатов на Земле? 2. Используя климатическую карту мира, начертите график годовых амплитуд температур, давления, осадков по 60° с. ш. на материке Евразия. 3. По данным климатической карты мира при­ведите примеры влияния теплых и холодных океанских течений на окружаю­щую территорию. 4. Объясните, почему в бассейнах рек Яны и- Индигирки наблюдаются самые сильные морозы в северном полушарии. 5. Объясните, почему в Средней Азии очень сухой и теплый климат. 6. Составьте план харак­теристики климатических поясов (по Б. П. Алисову). 7. По данным климати­ческого справочника составьте характеристику климата своей местности.

ГИДРОСФЕРА Общие сведения о воде

Вода-—самый распространенный на Земле минерал. Она об­разует одну из оболочек Земли — гидросферу, в которую вклю­чают все химически не связанные воды на Земле в жидком и твердом агрегатном состоянии. Это воды Мирового океана, во­ды суши — рек, озер, ледников, а также подземные воды. Об­щий объем гидросферы приблизительно равен 1,5 млрд. км3. Главная масса воды сосредоточена в океанах (93,93%). В зем­ной коре сосредоточено 4,12%, а в ледниках Антарктики, Арк­тики и горных стран—1,65%. Поверхностные воды занимают небольшую долю воды планеты (0,04—0,06%).

Из общих запасов воды на долю пресной, которую исполь­зуют для удовлетворения бытовых и производственных нужд, приходится лишь 2%. Потребность в пресной воде велика. Так, для изготовления 1 т кирпича требуется 1—2 т воды, на добы­чу 1 т угля затрачивается 3 т воды, для изготовления 1 т стали и бумаги — 250—300 т воды. Еще больше требует сельскохо­зяйственное производство: для производства 1 т пшеницы нуж­но 1500 т воды, риса — 4000 т, хлопка — 10 000 т.

В век научно-технической революции потребность в пресной воде с каждым годом увеличивается, вм'есте с тем растет за­грязнение водоемов. Сточные воды промышленных и бытовых предприятий сбрасываются в реки, озера, загрязняя их, отрав­ляя все живое: гибнет рыба и растительность. Загрязняются и воды. Мирового океана. Некоторые капиталистические страны сбрасывают в океан радиоактивные отходы, химические отрав­ляющие вещества. Загрязняется океан и от судоходства. При­мерно 1% нефти теряется при перевозке, много попадает мазу­та, а каждая тонна образует пленку на поверхности в 12 км2.

Проблема чистой воды является одной из главных проблем для человечества. В нашей стране приняты законы об охране водоемов от загрязнения, созданы научные основы водоисполь- зования.

Свойства воды

Вода обладает удивительными свойствами, некоторые из них не присущи никаким другим природным телам.

Вода — единственный минерал, существующий в есте­ственных условиях одновременно в твердом, жидком и газооб­разном состоянии. Переход из одного состояния в другое про­исходит постоянно, в результате этого наблюдается круговорот воды в природе'.

Изотопный состав природных вод многообразен. Форму­ла воды НгО справедлива, но схематична. В состав молекулы воды могут входить различные изотопы водорода и кислорода. Если в молекуле воды водород (протий) заменяется изотопом водорода — дейтерием (Н2), такую воду называют тяжелой. В водах океана на каждую тонну приходится 165 г тяжелой воды.

Вода — самое теплоемкое тело на Земле. В результате этого очень высока ее скрытая теплота плавления и испарения. Это дополнительный резерв тепла на Земле, так как влажные 4массы воздуха, поступив на более холодную территорию, выде­ляют большое количество тепла за счет перехода воды из газо­образного состояния в жидкое или твердое. При испарении во­ды происходит обратный процесс — поглощение тепла.

. 4. При понижении температуры от +4 до 0° С вода увели­чивает свой объем. Вот почему лопается на морозе закупорен­ная бутылка, разрываются трубы, в которых замерзла вода, разрушаются скалы и т. д.

Вода обладает самым высоким после ртути поверхност­ным натяжением, а также смачиванием, т. е. способностью «при­липать» к поверхности многих тел, высоко подниматься по тон­ким капиллярам. С этим свойством связаны особенности цир­куляции воды в почвах и горных породах, движение соков в растениях, кровообращение у животных.

Вода — универсальный растворитель. В ней растворено большинство известных химических элементов.

Вода легко вступает во взаимодействие со многими ве­ществами, в одних случаях бурно, с выделением тепла, в дру­гих — спокойно. ' .

Кроме перечисленных,' широко известны такие свойства во­ды, как текучесть, прозрачность, отсутствие запаха и цвета и т. д.

129

Природа всех этих удивительных свойств выяснена сравни­тельно недавно, в связи с учением о молекулярном строении вещества. Большую роль играют связи атомов в составе моле­кулы, а также формы «упаковки» отдельных молекул. Молеку­лярные связи воды очень прочны. Так, при охлаждении ниже +4° С плотность воды уменьшается, а при замерзании объем увеличивается на 1/11 от первоначального. Эти свойства порож­

дены тем, что одиночные молекулы ЬЬО — гидроли — обладают способностью объединяться по нескольку, образуя сложные молекулы: (Н20)2— дигидроли и (Н20)3 — тригидроли. В при­роде водяной пар, жидкая вода и лед состоят из смеси одиноч­ных и сложных молекул. Но при этом водяной пар — это глав­ным образом Н20, жидкая вода—(Н20)2, лед—(Н20)3. Уве­личение объема воды при замерзании связано с объединением одиночных молекул в сложные, более крупные, но более лег­кие.

Круговорот воды и водные ресурсы Земли

Под действием солнечного тепла с поверхности Земли испа­ряется огромное количество влаги. Основным поставщиком влаги в атмосферу является Мировой океан. С его поверхно­сти ежегодно испаряется 355 тыс. км3, выпадает обратно в ви­де осадков 320 тыс. км3, 35 тыс. км3 уносится на сушу. Одно­временно в атмосфере содержится около 10 тыс. км3 воды. Это в 11 раз больше, чем во всех реках Земли. Объем этот пол­ностью меняется примерно каждые 9 суток, т. е. 40 раз в год.

Воды морей и озер, как и океана, в целом постоянно попол­няются не только за счет атмосферных осадков, но и рек. Одно­временно происходит испарение с поверхности почвы, растений, льдов, снега. Так осуществляется круговорот воды в природе.

Движущими силами круговорота воды являются тепловая энергия Солнца и сила тяжести.

В круговороте воды выделяют следующие звенья: атмосфер­ное, океанское, материковое (рис. 27).

Атмосферное звено круговорота воды представляет собой перенос влаги в процессе движения воздушных масс и образо­вания атмосферных осадков. Из атмосферы выпадают осадки в течение года на сушу — 720 мм, на океан — 1140 мм.

Океанское звено характеризуется испарением воды, кото­рая непрерывно восстанавливается за счет конденсации водя­ного пара в атмосфере и выпадения воды. 86% влаги посту­пает за счет океана и 14%—за счет испарения с суши. Важ­нейшей особенностью океанского круговорота является перенос огромных масс воды морскими течениями, который ежегодно

составляет 21,7 млн. км3. Вся вода в океане сменяется через каждые 63 года.

Материковое звено отлича­ется большой сложностью. Наиболее подвижны речные и почвенные воды, их объем 12 тыс. км3. Суммарный годо­вой сток всех рек Земли сос­тавляет 37 тыс. км3.

Рис.- 27. Круговорот воды на Земле

Очень важное значение име­

ет почвенная вода, представляющая наиоольшую хозяйственную ценность. Она связывает атмосферное звено с биологическими процессами. Растения получают влагу из почвы, из которой ра­створенные питательные вещества идут на построение органиче­ского вещества, а вода с поверхности листьев испаряется в атмо­сферу.

Более медленный круговорот у подземных вод, скорость их перемещения незначительна. Долгое время сохраняется вода в ледниках. Круговорот воды на материках осложняется нали­чием бессточных бассейнов, которые имеются на всех матери­ках. Наиболее крупные из них на материке Евразия. Вода, пе­реносимая с океанов на материки, образует местные круговоро­ты. Часть воды, выпавшей на поверхность суши, испаряется и вновь поступает в атмосферу.

Большая роль принадлежит, хозяйственному круговороту воды. Человеку для питья нужно немного воды, около 3 л в сут­ки. За год человечество расходует на питье 3,7 км3, но в 200 раз больше воды расходуется для нужд производства. Только на орошение требуется примерно 2500 км3 воды в год.

Объем пресных вод составляет 32,2 млн. км3, из них 24,8 млн. км3 (77%) содержится во льдах полярных стран и горных ледников, остальные распределяются так:

0,09 млн. км3 (0,3%) —почвенные воды

3,9 млн. км3 (11%) — грунтовые воды верхних горизон­тов

3,9 млн. км3 (11%) —глубинные подземные воды

0,12 млн. км3 (0,4%) —воды в озерах

0,012 млн. км3 (0,04%) — воды в реках

0,014 млн. км3 (0,043%)—воды в виде водяного пара в

атмосфере.

В отличие от других естественных ресурсов на Земле вода находится в непрерывном движении, в процессе круговорота, поэтому она постоянно восстанавливается.

Вопроси и задания. 1. Начертите круговую диаграмму распределения во­ды в гидросфере. 2. Охарактеризуйте данные о количестве воды, используемые вашим поселком или городом. Для каких целей она служит? Какие нужно принять меры для охраны местных вод от загрязнения? 3. Проведите опы­ты на расширение и сжатие воды при изменении температуры. Почему лед не тонет в воде? При какой температуре вода имеет наибольшую плотность? 4. Какие приемы используют в сельском хозяйстве для сохранения влаги в поч­ве? Объясните их физическую сущность. 5. Начертите схему круговорота воды в природе, проанализируйте ее. 6. Изобразите на диаграмме водные ресурсы Земли.

Мировой океан

9*

131

Под Мировым океаном понимают огромные водные про­странства, покрывающие непрерывной оболочкой значительную часть земного шара. Воды океанов заполняют крупные пониже-

ни/я земной поверхности. На всем протяжении они обладают определенными физическими и химическими свойствами, кото­рые отличают их от пресных вод суши.

Объем Мирового океана составляет 1370 млн. км3, пло­щадь— 361 млн. км2, средняя глубина — 3790 м, наибольшая— 11 022 м.

Воды Мирового океана распределяются неравномерно. Меж­ду 30—70° ю. ш. в южном полушарии на океан приходится 95,5 %, а в северном — 44,1 % территории.

Каждый из океанов, вдаваясь в сушу, образует моря и за­ливы. Море — это более или менее изолированная часть океана, имеющая свой режим, т. е. свои условия солености, температу­ры, течения. Заливы —- менее изолированные части океанов, а их режим сходен с режимом океана или моря. По традициям некоторые моря называют заливами (Мексиканский, Гудзонов, Персидский), хотя они являются типичными морями.

Моря в зависимости от расположения и характера котловин делятся на межматериковые (Средиземное, Карибское, Крас­ное), внутриматериковые (Черное, Азовское, Балтийское), окраинные (моря Северного Ледовитого океана), межостров­ные (Яванское).

Изучение Мирового океана началось в глубокой древности. Первые мореплаватели измеряли глубины под килем судов, чтобы избежать опасности сесть на мель или камни.

В IV в. до н. э. греческий мореплаватель Пифей обратил внимание на значительные колебания уровня воды в Бристоль­ском заливе в зависимости от фаз Луны. Аристотель выдвинул идею о единстве Мирового океана. По мере развития общества усложнялись методы исследования. Океан в настоящее время изучается по согласованной международной программе. Боль­шая роль в исследовании Мирового океана принадлежит совет­ским ученым. Наш флот оснащен современной техникой. Флаг­ман его «Академик Курчатов» оборудован самыми современ­ными приборами, позволяющими точно определить место рабо­ты в любом районе Мирового океана. На борту корабля имеет­ся 24 лаборатории, счетно-вычислительная и радиолокационная станции, семь эхолотов, позволяющих точно по курсу опреде­лять глубины океана.

Физические свойства океанской воды

Известно, что вода — идеальный растворитель. Морская вода представляет собой газово-солевой раствор, богатый по качественному составу. В воде океанов обнаружено 44 хими­ческих элемента. Больше всего растворено хлоридов, на кото­рые приходится 88,7%, сульфатов — 10,7%, карбонатов — 0,3% и других элементов — 0,8%. От этого океанская вода имеет горько-соленый вкус. Соленый вкус вызван раствором NaCl, а горький — солями сульфатов (MgS04, CaS04 и др.).

Соленость Мирового океана измеряют в %0 (промилле). Средняя соленость Мирового океана составляет 35% о, т. е. в 1 л воды растворено 35 г соли. Наибольшая соленость отме­чается в тропических широтах, где велико испарение, а приток пресной воды небольшой. В экваториальной полосе соленость несколько уменьшается из-за выпадения большого количества осадков. В умеренных широтах по сравнению с тропическими соленость вновь уменьшается. Колебания солености невелики — от 32 до 41%о- В прибрежных морях Северного Ледовитого океана соленость уменьшается до 32%0, а в Красном море до­стигает 41 % о- Соотношение растворенных веществ в Мировом океане не меняется.

Моря Советского Союза, за исключением морей Тихого океана, имеют небольшую соленость: Балтийское море — 8%о (в Финском заливе соленость уменьшается до 1—3 % о), Черное море—14—19 % о. Соленость зависит от климата (в сухом кли­мате она увеличивается). На распределение солености оказы­вают влияние и морские течения: теплые — увеличивают ее, холодные — уменьшают: Соленость уменьшается там, где в мо­ря впадают крупные реки.

В океанской воде растворены многочисленные газы. Особое значение имеет кислород. В холодных водах его растворено больше, чем в теплых.

Углекислый газ, в отличие от кислорода и азота, находится в связанном состоянии — в виде углекислых соединений. Угле­кислый газ используется животными для построения раковин и костных частей тела.

Цвет океанской воды в толще приобретает голубоватый от­тенок. Прозрачность воды зависит от примесей и определяется при помощи диска Сакки. Его изготовляют из цинка диаметром 30 см, окрашивают в белый цвет. При погружении диска в во­ду следят, на какой глубине он перестает быть видимым. Эта глубина определяет степень прозрачности воды. Так, например, в Белом море диск становится невидимым на глубине 6—8 м, в Балтийском—11 —13 м, в Черном — 28 м. Наибольшая про­зрачность отмечена в водах океана в тропических широтах. В Саргассовом море прозрачность достигает 60 м.

Температура океанской воды. В верхних слоях океана тепло распределено зонально. В экваториальной зоне температура удерживается в пределах +27—28°С, колебания по сезонам не­значительны: 1—3е. В тропических широтах температура воды + 20—25°С, в умеренных — от 0 до +20°С, в полярных — от О до —2°С.

Региоыяльность распределения температур обусловлена мор­скими течениями. В тропических широтах западные части океа­нов теплее, чем восточные, разница температур достигает 10°. В умеренных широтах восточные части океанов теплее, чем за­падные, а разница температур также составляет 10°.

Средняя температура поверхностных вод Мирового океана + 17,4° С, т. е. на 3° выше, чем температура суши. Самая высо­кая зарегистрированная температура +36° С, самая низкая — 2° С. Амплитуда колебания температур воды составляет 38°, тогда как для воздуха она равна 145° (—87, +58°).

30%о » 35%о » 40%о »

В полярных широтах происходит замерзание океанской во­ды. Температура ее замерзания зависит прежде всего от соле­ности. Так, при солености 20%0 вода замерзает при t—1,1°С » » 25%о » » » t —1,35°С

t — 1,6°С t —1,9°С t — 2,2°С

Пресная вода имеет наибольшую плотность при t +4° С, а океанская — при более низких температурах. При солености 35%о наибольшая плотность воды наблюдается при t —3,5°С,

При охлаждении пресной воды более тяжелые слои ее по­гружаются вниз, а более теплые и легкие поднимаются вверх. Перемешивание зоды происходит до тех пор, пока вся масса не охладится до +4° С. Дальнейшее охлаждение приводит к скоплению на поверхности более легкой воды, а затем к замер­занию. В океане перемешивание воды не прекращается потому, что плотность воды с понижением температуры все время воз­растает. Кроме этого, при замерзании океанской воды кристал­лики льда образуются из пресной воды, следовательно, общая соленость вод увеличивается. Поэтому воды океана замерзают при более низких температурах, а волнение замедляет этот процесс.

Замерзание океанской воды происходит так. Кристаллики льда, образовавшиеся на поверхности, постепенно срастаются, образуются комки и льдинки, которые почти сплошь покрывают поверхность моря или океана. Это ледяное сало. Затем льдин­ки увеличиваются в размерах, трутся друг о друга и принимают вид больших плавающих тарелок. Этот покров еще не сплошной и называется блинчатым льдом. Если погода тихая, блинчатый лед смерзается и образуется сплошной ледяной покров. Силь­ное волнение дробит ледяной покров на огромные участки, на­зываемые ледяными полями. Ледяные поля под влиянием вет­ров надвигаются друг на друга, взламываются по краям. Такие нагромождения называются торосами. Высота торосов иногда достигает 5 м. г

Граница замерзания в Атлантическом океане проходит от берегов Ньюфаундленда к западным берегам Гренландии, архи­пелагу Шпицберген и Кольскому полуострову; в Тихом океа­не — от берегов Северной Кореи к острову Хоккайдо,1 Куриль­ским островам и полуострову Аляска.

В южном полушарии граница замерзания отодвигается ме­стами до 45° ю. ш.

Рельеф дна Мирового океана

Для правильного представления о рельефе дна Мирового океана нужно измерить его глубины. Измерение глубин про­изводят различными способами. Мелководные бассейны изме­ряют при помощи простого лота, состоящего из длинного шну­ра с грузом на конце. Но большие глубины измерить таким лотом нельзя. Прибор для измерения глубин был изобретен Петром I. Его идея легла в основу так называемого лота Бру­ка. Он состоял из железной трубки, на которую надевали груз. Когда трубка касалась дна, груз автоматически отделялся, а трубку, лишенную груза, легко извлекали на поверхность. Позднее шнур заменили стальной струной. Стальную струну опускали при помощи особого прибора — глубокомера. Он устроен таким образом, что длину вытравленной струны изме­ряли оборотом колеса. Счетчиком отсчитывали количество обо­ротов. Чтобы измерить глубину, требовалось много времени: на измерение глубины в 4000 м затрачивался час на опускание и более часа на поднятие глубокомера.

Пользоваться глубокомером было не очень удобно, поэтому бил найден другой способ измерения глубин — эхолот. Прин­цип работы эхолота очень прост. Вибратор, установленный в донной части судна, посылает на глубину короткие сигналы, а звукоулавливатель принимает их отражение от дна. Время взрыва и время, затраченное отраженной волной на достиже­ние поверхности, засекаются. Зная скорость, можно вычислить путь, пройденный волной. Например, от момента взрыва до мо­мента возвращения прошло 8 с, значит, звук в обе стороны про­шел: 1500 (скорость звука в воде) Х8 = 12 000 м; 12 000 м : 2 = = 6000 м. Такова глубина в данном месте.

В настоящее время пользуются ультразвуковыми волнами. Они посылаются и улавливаются особыми приборами, которые позволяют записывать глубины по пути следования судна. Ре­зультаты промеров наносят на карту. Места с одинаковыми глу­бинами соединяют линиями, которые называют изобатами.

На школьных картах глубины наносят способом раскраски. По шкале глубин можно определить глубины той или иной ча­сти океана.

На физических картах мира видно, что посередине океанов нанесены светло-голубые полосы — места с поднятиями дна (подводные горные системы). Вдоль берегов материков и остров­ных дуг показаны полосы с темно-синей окраской (глубоковод­ные желоба).

Рельеф дна Мирового океана разнообразен. Это и горные системы, тянущиеся на тысячи километров, равнины с больши­ми плоскими возвышенностями, склоны материков и глубоко­водные желоба (с глубинами от 6000 до 11 000 м). Как и суша, земная кора дна океанов подразделяется на устойчивые обла­сти платформы, покрытые мощными слоями осадочных по­род, и геосинклинали — подвижные участки. Геосинклиналь­ные области тянутся вдоль восточных берегов Азии и Централь­ной Америки, а также вдоль западных берегов Северной и Юж­ной Америки. Они представляют огромные прогибы, которые за­полняются осадочными породами. В этих местах наблюдается нарушение устойчивости земной коры, образуются трещины, которые разбивают ее на отдельные блоки. Часть из них взды­мается на поверхность из-под воды и образует острова с гор­ными цепями; другая часть опускается, а по трещинам подни­мается маша. Выход ее сопровождается вулканизмом и земле­трясениями (например, Японс-кие острова).

Величайшие горные системы образуют срединные океанские хребты, имеющие общую протяженность до 80 тыс. км. В осе­вой части их расположены многочисленные рифтовые гряды и долины. С рифтовыми долинами связана интенсивная сейсмиче­ская и вулканическая деятельность. Это наиболее активные участки земной коры. Ширина и высота срединных океан­ских хребтов различна. Так, в Атлантическом океане эта си­стема суживается до .370 км, а в других расширяется до 2300 км, имея высоту от 1—2 до 9 км. Это поистине крупнейшие горные сооружения на Земле. Тянутся они от Новосибирских островов через Северный полюс, восточнее Гренландии, через середину Атлантического океана в виде буквы S и далее посередине Индийского океана (с ответвлением на север к Красному мо­рю), затем по южной части Тихого океана (к западу от Юж­ной и Северной Америки). Эти хребты разбиты не только про­дольными долинами, но и многочисленными поперечными раз­ломами на участки, которые смещаются относительно друг друга.

Движение воды в Мировом океане

Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Различают три вида движения воды: колебательные, поступа­тельные и смешанные.

Колебательные движения наблюдаются у волн, поступатель­ные — у океанских течений и смешанные — у приливов и отли­вов.

Волны. Главная причина образования волн на поверхности Мирового океана — ветер. В некоторых случаях они возникают от землетрясений, изменения атмосферного давления и других причин. Отдельные частицы воды при волновом движении пере­мещаются по круговым орбитам. В верхней части орбиты части­цы перемещаются в направлении движения волны, а в ниж­ней— в обратном. Вот почему брошенный предмет колеблется на волне, но не передвигается.

У волны выделяют следующие элементы: длину (расстоя­ние между двумя гребнями или подошвами), высоту (расстоя­ние по вертикали от уровня подошвы до гребня), период (про­межуток времени, в течение которого каждая точка переме­щается на расстояние, равное длине волны). Между ско­ростью V, длиной X и периодом Т существует зависимость:

т

При движении волн ветер воздействует на поверхность воды и выводит ее частицы из состояния равновесия, заставляя их двигаться по орбитам. На поверхности воды сначала образует­ся рябь, а при усилении ветра она разбивается на отдельные волны. Чем сильнее ветер, тем крупнее волны. В отдельных слу­чаях волны на океанах достигают в высоту 18 м при длине до 1 км. С глубиной волны затухают.

У берегов симметрия волны нарушается: скорость ее частиц становится неравномерной: одни частицы движутся к берегу быстрее, другие — медленнее. Поэтому гребни волн сдвигаются вперед, а затем обрушиваются на берег, образуя прибой.

При землетрясениях возникают особые волны, которые рас­пространяются на всю толщу воды. Такие волны называют цуна­ми. Скорость их перемещения от 150 до 900 км/ч, в высоту у бе­регов они достигают 20—30 м. Эти волны вызывают огромные разрушения не только на море, но и особенно на суше.

Приливы и отливы. Люди, жившие по берегам морей, заме­тили, что два раза в сутки уровень моря поднимается, затопляя плоские побережья, и два раза опускается, обнажая дно моря. Ежесуточно наблюдаются два прилива и два отлива, причем приливы выше тогда, когда Луна находится в стадии новолу­ния или полнолуния.

Приливы и отливы наблюдаются вследствие периодического воздействия Солнца и Луны на водные массы Земли.

Притяжение Луны действует на каждую точку Мирового океана и всюду направлено в сторону Луны (рис. 28). Эта ве­личина по закону всемирного тяготения различна. На ближай­шей к Луне стороне Земли она максимальная, а на стороне Земли, обращенной от Луны,— минимальная. Система Земля — Луна движется вокруг общего центра тяжести, поэтому все точки ее описывают одинаковые орбиты, а центробежные силы на Земле везде одинаковы и направлены в сторону Луны. Рав­нодействующая сила притяжения к Луне и центробежная сила от вращения системы Земля — Луна и есть приливообразующая сила.

Силу притяжения Земли и.Луны можно выразить так:.

тМ

g ~ 60 г* '

где М — масса Земли, т — масса Луны, а 60 г — это среднее

расстояние между Землей и Луной, равное 60 земным ра­диусам.

Земля — шар, покрытый водной оболочкой. Твердый земной

тт - „ — /я М

шар притягивается к Луне с силон, равной ——- считая за

точку приложения этой силы центр Земли. Водная же оболочка Земли, обращенная к Луне, притягивается с большей силой,

равной (точка ближе к Луне на длину земного радиуса).

59

При этих условиях вода на полушарии, обращенном в сторону Луны, будет перемещаться к точке В (см. рис. 28), что и вызо­вет там прилив. То же самое произойдет в точке С, потому что водная оболочка здесь притягивается к Луне с меньшей силой, нежели твердый земной шар. В точках же В, D благодаря пе­ремещению воды в сторону точек А я С будут наблюдаться от­ливы.

Земля вращается вокруг оси, поэтому через 6 ч точка А окажется на месте точки В, а там, где 6 ч назад был прилив, теперь будет отлив. Еще через 6 ч точка А окажется на месте С, и, стало быть, в точке А снова будет прилив. Таким обра­зом, в каждой точке на поверхности океанов два раза в сутки будет наблюдаться прилив и столько же раз отлив.

Приведенная схема образования приливов и отливов ослож­няется следующими причинами.

в

1. Приливы образуются под влиянием притяжения не только Луны, но и Солнца. Взаимное расположение Земли, Луны и Солнца меняется. В полнолуние и новолуние лунное и солнеч­ное притяжения совпадают, поэтому приливы достигают наи­

большей величины; в первой и последней четверти Луны их при­тяжения направлены в противоположные стороны, поэтому при­ливы будут наименьшей величины.

В зависимости от береговой линии материков высота при­ливов может увеличиваться или уменьшаться.

Благодаря трению воды о дно, вязкости воды приливы могут несколько запаздывать по отношению ко времени про­хождения Луны через данный меридиан.

Теоретически лунный прилив равен 0,53 м, солнечный — 0,24 м. Таким образом, самый большой прилив должен иметь высоту 0,77 м. В открытом океане величина прилива близка к теоретической. У материков она колеблется от 1 до 2 м, в зали­вах и проливах увеличивается. В заливе Фанди у полуострова Новая Шотландия наблюдается самый высокий прилив— 18 м. У берегов нашей страны, в Пенжинской губе Охотского моря, приливы достигают в высоту 12 м.

Знания о приливах и отливах очень важны в судоходстве, поэтому составлены карты приливов и отливов. Некоторые пор­ты принимают крупные океанские суда только во время прили­вов, например Гамбург. Энергия приливов используется для по­лучения электричества. Построены приливные электростанции (ПЭС).

Океанские течения. Поступательное движения огромных масс океанской воды называются течениями. В результате их про­исходит круговорот океанской воды. Последние исследования показали, что перемещаются не только поверхностные слои воды, но и глубинные.

Главной причиной возникновения поверхностных течений яв­ляется ветер. Постоянные по направлению ветры сдувают по­верхностные слои воды и заставляют их перемещаться. Но на­правление течений не всегда совпадает с направлением ветра, на него действует отклоняющая сила вращения Земли, а в ус­ловиях открытого океана отклонение течений может достиг­нуть 45°. На направление течений оказывает влияние и конфи­гурация материков. Скорость течений зависит от силы ветра и объема воды в отдельных бассейнах. С глубиной скорость тече­ний уменьшается, изменяется и направление.

По обеим сторонам экватора пассаты вызывают северные и южные пассатные течения (рис. 29), имеющие общее направ­ление с востока на запад. Встречая на своем пути берега мате­риков, течения разделяются на две ветви, направленные вдоль побережий материков к северу и югу. Отклоняющая сила изме­няет их направление в северном полушарии вправо, в южном — влево. На широте 30—35° они приобретают обратное направ­ление. Часть воды в этих широтах приходит к западным мате­рикам, часть — подхватывается постоянными западными вет­рами и омывает западные берега материков в умеренных широ­тах (Западная Европа, запад Канады).

Ji^oejПассатное^,

■Южное Пассатное-

Рис. 29. Течения Мирового океана

В зависимости от температуры течения подразделяются на теплые и холодные. Воды теплых течений имеют более высокую температуру, чем в окружающем пространстве, так как несут воды из более низких широт в более высокие. Холодные тече­ния имеют более низкую температуру, чем окружающие воды, так как текут из более высоких широт в более низкие.

!f\ Ирмингера

^ Л/

■Лас/са?Л . Ме£пасса (.'.' противдфьУ'

Поверхностные течения, вызванные господствующими вет­рами, прослеживаются на небольшую глубину. Новые исследо­вания показали, что под поверхностными течениями наблюда­ются мощные противотечения. Так, под Южным Пассатным те­чением Тихого океана от Новой Гвинеи до берегов Эквадора проходит течение Кромвелла. Верхняя граница его находится на глубине 30 м, нижняя — до 230 м. В Атлантическом океане под 140

Южным Пассатным тече­нием открыто противоте­чение, направленное на восток к Гвинейскому за­ливу. Оно было открыто и исследовано советскими учеными и названо тече­нием Ломоносова. Это противотечение представ­ляет собой огромную под­водную реку, перенося­щую примерно половину массы воды течения Гольфстрим. Ширина по­тока около 400 км, толщи­на по вертикали 200— 250 м, протяженность вдоль экватора более

4000 км.

Значение морских те­чений для жизни нашей планеты чрезвычайно ве­лико. Они являются «ото­пительными трубами» Земли, с их помощью про­исходит перемешивание экваториальных и тропи­ческих вод с водами уме­ренных и полярных ши­рот. Теплые и холодные течения способствуют пе­рераспределению живот­ного и растительного ми-' ра. Океаны, в которых происходит встреча хо­лодных и теплых течений, исключительно богаты животным ми­ром, в том числе рыбой и морским зверем.

Жизнь в океане и его ресурсы

Богат и разнообразен растительный и животный мир Миро- ■ вого океана. Его биологическая продуктивность ежегодно со­ставляет 40 млрд. т. Моря и океаны населяют 180 тыс. видов организмов. Из простейших — фораминиферы и радиолярии, из многоклеточных — губки, кишечнополостные, черви, ракообраз­ные, мшанки, иглокожие. Около 16 тыс. видов рыб, многие виды морских зверей. Вот почему человечество уделяет так много внимания пищевым ресурсам Мирового океана.

Теплые течения Холодные течения

200U L-L

тропик

141

Органический мир океана состоит из трех групп: бентоса — обитателей дна (растения, черви, моллюски), не способных на- .долго подниматься в толщу воды; планктона — обитателей вод­ной толщи (бактерии, водоросли, простейшие), не обладающих способностью активно перемещаться на большие расстояния; нектона — обитателей вод, свободно проплывающих большие расстояния (рыбы, киты, дельфины).

Важное значение в круговороте веществ в океане принадле­жит бактериям, живущим во всей его толще вод. Они усваи­вают газообразный азот, превращая его в соединения, которые потом используются растениями.

Зеленые растения могут развиваться до глубины 200 м —- слоя проникновения солнечных лучей. Организмы, не нуждаю­щиеся в свете, заселяют всю толщу вод океана.

Большую часть массы живого вещества в океане составляет фитопланктон, населяющий верхний 100-метровый слой воды. Фитопланктон — начальное звено пищевой цепи океана. Самая распространенная форма фитопланктона — диатомовые водо­росли. Одна диатомовая водоросль за месяц способна дать 10 млн. экземпляров себе подобных.

Животный мир богаче растительного. Животные заселяют всю толщу воды. Наиболее многочисленны и разнообразны они в прибрежных зонах.

Из органических ресурсов океана во все возрастающем мас­штабе используется рыба (85% продукции океана). С 1850 по 1950 г. вылов рыбы увеличился в 10 раз, а за последние 10 лет он удвоился. В результате этого в отдельных местах океана происходит истощение рыбных запасов. Вот почему необходи­мо регулировать вылов. Для этого нужны согласованные дей­ствия всех заинтересованных стран, многие из которых стали искусственно разводить рыбу.

Из млекопитающих Мирового океана промысловое значение имеют киты, тюлени, моржи, каланы и морские котики. Мно­гие виды этих животных сейчас находятся на грани исчезнове­ния и занесены в «Красную книгу». Нужны строгие меры по их охране: международные соглашения об охоте, создание заповед­ников, искусственное разведение.

Значительно больше в океане беспозвоночных (устрицы, ми­дии, морские гребешки, кальмары), но их добыча составляет менее ОД % всех животных.

Мало используются водоросли. Такие из них, как морская капуста или морской салат,— дешевые и очень ценные пище­вые продукты. Основная часть органических ресурсов — планк­тон— пока совсем не используется. Между тем он может слу­жить продуктом питания для человека и кормом для скота.

В целом органический мир распределяется в океане зональ­но. Наиболее богаты зоны умеренных широт. В этих зонах про­исходит активное перемешивание слоев воды, в них достаточно тепла и света. Весной быстро развивается фитопланктон, кото­рый служит пищей для морских животных и рыб. Здесь самый продуктивный лов рыбы.

Велики минеральные ресурсы океана. Запасы растворенных в морской воде химических веществ неисчислимы. Больше всего в морской воде солей хлора, натрия, магния, серы. Вместе с кислородом, кальцием и калием они составляют свыше 99 % всех минеральных веществ. С незапамятных времен из морской воды добывают поваренную соль и сульфаты — ценнейшее сырье для химической промышленности. Из нее извлекают бром, магний, калий.

Помощниками человеку в добыче некоторых ценных ве­ществ являются растения и животные, которые концентрируют в своих телах рассеянные в воде элементы. Например, ламина­рии (водоросли), содержат иод, асцидии — ванадий, омары — кобальт. На дне глубоководных желобов в океане имеются огромные запасы железо-марганцевых руд в виде конкреций, которые могут использоваться в промышленности.

Со дна морей добывают нефть. Запасы ее в морях в 2— 4 раза превышают запасы на суше. Районы добычи — Каспий­ское море, Персидский залив, Северное море и др.

Мировой океан — неисчерпаемый источник энергии. В водах океана имеются колоссальные запасы атомного горючего — тя­желой и сверхтяжелой воды, 1 л воды, содержащей дейтерий и тритий, по своему энергетическому потенциалу эквивалентен 340 л бензина. Осваивается энергия приливов, ветровых волн, силы прибоя, разности температур воды на поверхности и в глу­бине и, наконец, морских течений. В мире построено несколько приливных электростанций, в том числе и в нашей стране (на Кольском полуострове). Запасы энергетических ресурсов толь­ко одной Мезенской губы составляют 90 млрд. кВт.

Природные ресурсы Мирового океана пока не совсем выяв­лены и не используются в полной мере. Несомненно, их исполь­зование должно вестись на строгой научной основе. Нужны совместные усилия государств в целях охраны и приумноже­ния ресурсов Мирового океана.

Вопросы и задания. 1. На контурной карте надпишите названия океа­нов, морей, заливов. На какие группы делятся моря? 2. Чем объясняется горь­ко-соленый вкус океанской воды? В каких единицах измеряется соленость вод? От чего она зависит? Как распределяется? 3. Каковы особенности замерзания океанской воды по сравнению с пресной водой рек и озер? Проследите по кар­те границу замерзания воды океанов. 4. В чем состоит принцип измерения глу­бин эхолотом? Какова основная особенность рельефа дна Мирового океана? 5. Какова главная причина образования волн на поверхности океа­нов? 6 Используя рис. 28^ объясните причины приливов и отливов. 7. На контурную карту мира нанесите океанские течения (теплые — красным цветом, холодные — синим) и подпишите их названия. 8. Каково значение органичес­ких, минеральных 'и энергетических ресурсов Мирового океана?

Подземные воды

Подземными водами называются воды, находящиеся под поверхностью Земли в жидком, твердом и газообразном состоя­нии. Они скапливаются в порах, трещинах, пустотах горных пород. -

Подземные воды образовались в результате просачивания воды, выпавшей на поверхность Земли, конденсации водяных паров, поступивших по порам из атмосферы, а также в резуль­тате образования водяных паров при остывании магмы на глу­бине и конденсации их в верхних слоях земной коры. Решаю­щее значение в образовании подземных вод имеют процессы просачивания воды с поверхности Земли. В отдельных зонах, например в песчаных пустынях, основную роль играют воды, поступившие из атмосферы в виде водяных паров.

Вода, испытывающая влияние силы тяжести, называется гравитационной. Ее движение обусловлено наклоном водоупор­ного слоя.

Вода, удерживаемая молекулярными силами, называется пленочной. Молекулы воды, которые непосредственно соприка­саются с зернами пород, образуют гигроскопическую воду. Пле­ночную и гигроскопическую воду можно удалить из породы только при прокаливании. Поэтому растения эту воду не могут использовать.

Корневые системы растений усваивают капиллярную воду (находящуюся в капиллярах почвы) и гравитационную.

Скорость движения грунтовых вод незначительна и зависит от структуры горных пород. Различаются мелкозернистые поро­ды (глины, суглинки), зернистые (пески), трещиноватые (из­вестняки). Через пески по трещинам гравитационная вода бес­препятственно стекает со скоростью 0,5—2 м в сутки, в суглин­ках и лессах — 0,1—0,3 мм в сутки.

Обычно все горные породы в зависимости от их способности пропускать воду подразделяют на водопроницаемые и водо­упорные. К водопроницаемым относятся пески, к водоупор­ным — глины и кристаллические породы. Воды, прошедшие через водопроницаемые породы, на глубине скапливаются над водоупорным слоем, образуя так называемые водоносные слои. Верхний уровень водоносного слоя, называемый зеркалом под­земных вод, повторяет изгибы рельефа: над холмами повы­шается, под котловинами — понижается.

Знание расположения зеркала грунтовых вод имеет большое практическое значение для водоснабжения (при рытье колодцев, бурении скважин). Обычно зеркало подземных вод приближает­ся к уровню воды в реках, озерах, морях и изменяется по време­нам года. Весной, когда грунты сильно увлажняются от таяния снега, уровень повышается, а зимой понижается. Повышается уровень грунтовых вод и при сильных дождях.

Там, где водоносный слой выходит на поверхность, нахо­дятся родники (ключи). Их можно проследить вдоль оврагов, балок, речных долин. В отдельных местах родники располагают­ся на равнинах — в небольших понижениях или на склонах воз­вышенностей и холмов.

В зависимости от условий выхода подземных вод родники подразделяют на нисходящие и восходящие. Вода нисходящих источников просачивается на поверхность по уклону. Восходя­щие источники образуются- в тех местах, где водоносный слой сменяется водоупорным и вода поднимается вверх по поверх­ности водоупорного слоя. Там, где межпластовые воды заклю­чены между двумя водонепроницаемыми слоями, создается на­пор воды и образуются так называемые артезианские воды. Обычно они встречаются на больших глубинах — в понижениях изгибов водонепроницаемых пластов и всегда находятся под большим давлением. Напорные воды являются прекрасным источником водоснабжения.

Глубинные подземные воды, находящиеся под воздействием магматических очагов, дают начало горячим источникам. В Со­ветском Союзе они встречаются на Камчатке, Северном Кавка­зе и в других местах. Температура воды в них достигает +70— 95° С. Фонтанирующие горячие источники называются гейзера­ми. В Долине гейзеров на Камчатке открыто более 20 крупных гейзеров, среди них Великан, выбрасывающий воду на высоту 30 м, а также множество мелких. За пределами нашей страны известны гейзеры в Исландии, Новой Зеландии, США (Йелло- устонский национальный парк).

Подземные воды, проходя через те или иные горные породы, растворяют их и образуют минеральные источники с содержа­нием солей более 1%о (при меньшем содержании солей источ­ники считаются пресными). В зависимости от химического со­става, источники' подразделяются на серные (Пятигорск, Маце- ста), углекислые (Кисловодск), щелочно-солевые (Ессентуки), железисто-щелочные (Железноводск) и др. Они используются в лечебных целях. В местах их выхода строятся курорты.

Вопросы и задания. 1. Каков общий запас подземных вод на Земле? Каково их хозяйственное значение? 2. Каково образование подземных вод и какие виды этих вод вы знаете? 3. Какую подземную воду могут использовать растения? 4. Каков состав солей в воде вашей местности? Имеются ли мине- . ральные источники? Опишите один из них. Если, минеральные источники от­сутствуют, то опишите один из родников.

Реки

145

В Советском Союзе насчитывается более 200 000 рек. Река — это естественный постоянный водоток, текущий по уклону и за­ключенный в берега. Начало рекам дают источники, выходящие на земную поверхность. Многие реки берут начало в озерах и болотах, на склонах гор из-под ледников.

Временные водотоки, ручьи и реки образуют текучие воды. Они выравнивают поверхность Земли: разрушают возвышен­ности, горы и уносят продукты разрушения в более низкие ме­ста. [Значение текучих вод очень велико и в хозяйственной дея­тельности человека. Родники, реки и ручьи — основные источ­ники водоснабжения. Вдоль ручьев и рек расположены насе­ленные пункты, реки используются как пути сообщения, а так­же для строительства гидроэлектростанций и лова рыбы. В за­сушливых областях вода рек идет на орошение (Мургаб, Тед- жен, Амударья, Сырдарья и др.).

Каждая река имеет исток, верхнее, среднее и нижнее тече­ние, притоки, устье. Исток — место, откуда река берет начало. Устье — место впадения в другую реку, озеро, море. В пустынях реки иногда теряются в песках, их вода расходуется на испаре­ние и фильтрацию.

Реки, протекающие по какой-либо территории, образуют речную сеть, которая состоит из отдельных систем, включаю­щих главную реку и ее притоки. Обычно главная река длиннее, полноводнее и занимает осевое положение в речной системе. Как правило, у нее более древний геологический возраст, чем у притоков. Иногда бывает и наоборот. Например, Волга несет воды меньше, чем Кама, но считается, главной рекой, так как ее бассейн исторически был заселен раньше, чем Кама- Неко­торые притоки бывают длиннее главной реки (Миссури длин­нее Миссисипи, Иртыш — Оби).

Притоки главной реки подразделяются на притоки первого, второго и последующих порядков.

Речная сеть состоит из речных систем. В речную систему входят главная река и ее притоки. Речная система характери­зуется степенью протяженности всех своих рек, площадью бас­сейна, извилистостью и густотой речной сети. Протяженность рек можно измерить по крупномасштабной карте С/аомощью циркуля, курвиметра, менее точно — путем наложения мокрой нитки. '

Под бассейном реки понимают площадь, с которой она по­лучает питание. Площадь бассейна можно определить по круп­номасштабным картам с помощью палетки. Бассейны различ­ных рек разделяются водоразделами. Они чаще проходят по возвышенностям, в отдельных случаях — по равнинным заболо­ченным местам.

Извилистость — это отношение длины реки к прямой, сое­диняющей исток и устье или между двумя отдельными пунк­тами.

Густота речной сети есть отношение суммарной протяжен­ности всех рек данной главной реки к площади бассейна (км/км2). Она зависит от рельефа, климата, горных пород, сла­гающих местность, где она протекает. В местах, где выпадает большее количество осадков и испарение незначительное, реч­

ная сеть имеет большую густоту, например на северо-западе страны. В горах густота речной сети больше, чем на равнине. Так, на северных склонах Кавказского хребта она составляет 0,49 км/км2, т. е. на 1 км2 площади приходится 490 мм длины рек, а в Предкавказье — 0,05 км/км2, т. е. на 1 км2 площади при­ходится 50 м длины рек.

^/Питание рек осуществляется подземными водами, которые выходят на поверхность в виде родников (ключей), а также атмосферными осадками, выпадающими в виде дождей и сне­гов. Дождевая вода, выпавшая на поверхность, частично испа­ряется, часть ее просачивается в глубь земли, а также стекает в реки. Выпавший снег весной тает. Талые воды стекают по уклону в понижения и в конечном счете попадают в реки. Та­ким образом, постоянным источником питания рек являются подземные воды, дожди летом и талые воды снегов весной. В горных районах реки питаются водами от таяния ледников.

От характера питания зависит уровень воды в реках. Наи­больший подъем воды на территории нашей страны наблюдает­ся весной, во время таяния снегов. Реки выходят из берегов, за­ливая огромные пространства, нередко принося большой вред народному хозяйству. В период весенних разливов стекает бо­лее половины годового объема воды. В местах, где больше осад­ков выпадает летом, реки имеют летний разлив. Например, Амур имеет два разлива: менее мощный — весенний и более сильный —в конце лета, во время муссонных дождей. Реки Средней Азии и Кавказа имеют тоже летний разлив, но при­чина его в том, что летом усиленно тают снега й ледники в го­рах. Летний разлив имеют также реки Крайнего Севера, так как там тают снега летом.

Наблюдения за уровнем рек позволили выделить периоды самой высокой и низкой воды. Они получили названия поло­водье, паводок и межень.

Половодье — ежегодно повторяющийся подъем воды в один и тот же сезон. Весной при таянии снега в течение 2—3 меся­цев в реках удерживается высокий уровень воды. В это время происходят разливы рек.

Паводки — кратковременные непериодические подъемы во­ды в реках. Например, при сильных продолжительных дождях некоторые реки Восточно-Европейской равнины выходят из бе­регов, затопляя обширные пространства. Паводки бывают на горных реках при жаркой погоде, когда снега и ледники интен­сивно тают.

10*

147

Высота подъема воды во время половодья различна (в гор­ных странах — выше, на равнинах — ниже) и зависит от интен­сивности таяния снега, выпадения дождей, лесистости террито­рии, ширины поймы и характера ледохода. Так, на больших си­бирских реках во время образования заторов льда подъем во­ды достигает 20 м.

Межень — наиболее низкий уровень воды в реке. В это вре­мя река питается в основном грунтовыми водами. В средней полосе нашей страны межень наблюдается в конце лета, когда вода сильно испаряется и просачивается в грунт, а также в конце зимы, когда нет поверхностного питания.

Все реки земного шара по способам питания можно подраз­делить на следующие типы: реки дождевого питания (реки экваториального, тропического и субтропического поясов — Амазонка, Конго, Нил, Янцзы и др.); реки, получающие пита­ние от таяния снегов и ледников (реки горных областей и Край­него Севера — Амударья, Сырдарья, Кубань, Юкон); реки под­земного питания (реки склонов гор в засушливом поясе — небольшие реки северного склона Тянь-Шаня); реки смешан­ного питания (реки умеренного пояса с ярко выраженным устойчивым снежным покровом — Волга, Днепр, Обь, Ени­сей и др.).

Работа реки. Река постоянно производит работу, которая проявляется в эрозии, переносе и аккумуляции материала.

Под эрозией понимают разрушение горных пород. Разли­чают эрозию глубинную, направленную на углубление русла, и боковую, направленную на разрушение берегов. На реках мож­но видеть излучины, которые называют меандрами. Один берег реки подмывается, другой намывается. Этот процесс постоянен. Разрушенный материал река переносит и отлагает. Отложение начинается при замедлении течения. Сначала отлагается более крупный материал (камни, галька, крупный песок), потом бо­лее мелкий песок и ил.

В устьях рек происходит накопление принесенного материа­ла. Образуются острова и мели с протоками между ними. Та­кие образования называют дельтами. V-

На карте можно видеть большое количество рек, образую­щих дельты. Но есть реки, у которых их нет. Они впадают в море в виде расширяющегося клина. Такие устья называют эстуариями, например у Темзы, Рейна.

Почему же в одних случаях река образует дельту, а в дру­гих нет? Это зависит от устойчивости дна моря, в которое впа­дает река. Там, где оно постоянно понижается в результате ве­ковых движений земной коры, дельта не образуется. В местах, где дно моря поднимается, происходит образование дельт. Реки могут не иметь дельт и в том случае, если в море в районе впа­дения реки проходит сильное течение. Оно уносит речные нано­сы далеко в море. По этой причине, например, река Конго (Заир) не имеет дельты.

В результате работы реки образуются речные долины. Они представляют собой вытянутые извилистые понижения с опре­деленным наклоном, по дну которых протекает река.

У речных долин различаются следующие элементы: русло, пойма, террасы, склоны. Под руслом понимают пониженную

часть долины, по которой протекает река. Русло имеет два бе­рега: правый и левый. Один берег пологий, другой — крутой. Русло равнинной реки имеет извилистую форму. Поэтому, кро­ме силы тяжести и трения, на характер движения потока влия­ет центробежная сила, возникающая на поворотах реки, а так­же отклоняющая сила вращения Земли. Эти силы вызывают поперечно-круговое движение. Под действием центробежной силы на повороте поток прижимается к вогнутому берегу, а струи воды, ударяясь, разрушают его. Происходит изменение направления течения. По дну поток направлен к противополож­ному, пологому берегу. Отклоняющая сила вращения Земли заставляет поток прижиматься к правому берегу (в северном полушарии). Он разрушается, русло реки перемещается. Так, во времена правления Ивана Грозного казанский кремль нахо­дился на берегу Волги, а к настоящему времени река отошла от него на 7-км.

Процесс образования излучин (меандр) непрерывен. Однако на определенное время на данном участке он может приоста­новиться. Дело в том, что река, увеличивая извилистость, умень­шает уклон, а следовательно, и среднюю скорость. Наступает момент, когда скорость даже на закруглениях становится недо­статочной для дальнейшего размыва. Кроме того, меандры мо­гут приблизиться друг к другу на такое расстояние, что соеди­нятся. Тогда русло спрямится. Бывшие меандры становятся старицами, а затем и озерами.

У равнинных рек можно выделить в качестве общего приз­нака чередование плесов и перекатов. Плесы — наиболее глу­бокие участки реки с медленным течением. Они образуются на ее изгибах. Перекаты — мелкие части реки с быстрый тече­нием. Они образуются на спрямленных участках. Постепенно плесы и перекаты перемещаются по реке.

Река постоянно углубляет русло, однако глубинная эрозия не может идти ниже уровня воды в месте впадения реки в дру­гую реку, озеро, море. Этот уровень называют базисом эрозии. Конечным базисом эрозии для всех рек является уровень Миро­вого океана. Изменения уровня океана, моря, озера отражают­ся на работе рек. При понижении базиса эрозии река сильно эродирует, углубляет русло; при повышении этот процесс за­медляется, идет интенсивное отложение.

Пойма — часть долины, заливаемая вешними водами. По­верхность ее неровная: обширные вытянутые понижения чере­дуются с небольшими песчаными возвышениями. Наиболее вы­сокие участки располагаются вдоль берегов — береговые валы. Они обычно покрыты растительностью. По характеру рельефа поймы делятся на три-части: прирусловую — наиболее высокую; центральную — равнинную с плодородными наносными поч­вами, занятую лугами и огородами; притеррасную — понижен­ную, нередко заболоченную. Террасы представляют собой вы­ровненные площадки, тянущиеся вдоль склонов в виде ступе­нек. На крупных реках наблюдают по нескольку террас, счет-их ведется от поймы (первая, вторая и т. д.). У Волги прослежи­вается четыре террасы, а на реках Восточной Сибири — до 20.

Склоны ограничивают долину с боков. В одних случаях они крутые, в других — пологие. Чаще один склон крутой, другой — пологий. Например, у Волги правый склон крутой, левый — по­логий.

Речная долина создана рекой. Однако на формирование до­лин оказывают влияние и другие факторы. К ним относятся тектонические процессы, определяющие направление, а иногда и форму долины, горные породы, их состав, расположение пла­стов, выветривание, смыв атмосферными водами рыхлых пород, сползание грунтов и др.

У молодых рек в продольном профиле имеются участки, на которых наблюдаются пороги (места с быстрым течением и вы­ходом камней на поверхность воды), водопады (участки, где вода падает с отвесных уступов). Водопады встречаются на многих горных реках и равнинных, где твердые породы выхо­дят на поверхность.

Крупнейший водопад мира — Виктория на реке Замбези. Вода падает с высоты 120 м при ширине 1800 м. Шум падаю­щей воды слышен за десятки километров, а водопад всегда оку­тан облаком брызг.

Воды Ниагарского водопада (Северная Америка) падают с высоты 51 м, ширина потока 1237 м.

Многие горные водопады еще выше. Самый высокий из них — Анхель на реке Ориноко. Его вода падает с высоты 1054 м. ^

Расход и сток воды в реках. При строительстве населенных пунктов очень важно знать, какое количество воды протекает в реке, может ли она обеспечить население и предприятия во­дой. С этой целью определяют расход воды в реке. Под рас­ходом воды в реке понимают количество воды (м3), проходящее через живое сечение реки за 1 с :P=S-V, где 5 — площадь жи­вого сечения, м, V — средняя скорость, м/с.

Для определения расхода воды в небольшой реке на спрям­ленном участке ее строится временный гидрометрический пост, состоящий из четырех створов: пускового, верхнего, главного и нижнего (рис. 30).

Из приведенной выше формулы видно, что для определения расхода воды в реке нужно измерить скорость и вычислить пло­щадь живого сечения реки.

Скорость течения определяется приборами, которые назы­ваются гидрометрическими вертушками. Скорость течения не­большой реки можно определить с помощью поплавков. Ис­пользуют обычно деревянные поплавки диаметром 15—20 см и длиной 8—10 см. На поплавке ставят флажок с номером.

Поскольку в разных частях русла скорость различная, при­меняют 3—5 поплавков. Поплавок пускают на пусковом створе и засекают время его прохождения через верхний и нижний створы. Заранее измеряют расстояние менаду ними. А если из­вестно расстояние, и время прохождения поплавка между верх­ним и нижним створами, можно вычислить скорость. Поплавки пускают на разных расстояниях от берега: у правого берега, посередине (2—3 поплавка), у левого берега. Установлено, что скорость течения реки составляет примерно 80% от средней скорости деревянных поплавков.

На главном створе определяют площадь живого сечения. Для этого измеряют глубину реки через определенное количе­ство метров. По данным строят чертеж сечения русла реки (жи­вое сечение), вычисляют площадь отдельных фигур, а затем ■ее суммируют. Можно вычислить площадь живого сечения и другим способом. Сначала определить среднюю глубину русла по створу и полученную величину умножить на ширину русла.

Например, скорость течения реки 1 м/с, площадь живого се­чения 10 м2. Значит, расход воды в реке составляет 10 м3/с.

Расход воды в реке за продолжительный период называется речным стоком. Обычно он определяется по многолетним дан­ным и выражается в км3/год.

Сток показывает многоводность реки. Приводим некоторые показатели среднего стока для главнейших рек Земли.

Сток зависит от площади бассейна реки и климатических условий. Большое количество осадков при малом испарении спо­собствует увеличению стока. Кроме того, сток зависит от гор­ных пород, которыми сложена данная территория и рельеф местности.

Многоводность реки Амазонки (см. табл. 11) объясняется огромной площадью бассейна (около 7 млн. км2). Это самый большой речной бассейн. На его площади выпадает более 2000 мм осадков в год. У Амазонки 17 притоков первого поряд­ка, каждый из них дает воды почти столько же, сколько Волга.

Расход и сток главнейших рек Земли

Реки	Расход, м3/с	Сток, кмэ/год
Амазонка	100 ООО	3160
Конго	43 ООО	1260
Ганг	38 ООО	1120
Янцзы	22 ООО	690
Миссисипи	19 000	600
Енисей	17 400	548
Амур	11 500	350
Волга	8600	250
Дунай	5500	203
Нил	3100	98

Самая многоводная река в Советском Союзе — Енисей, ее годовой сток составляет 548 км3/год.

В нашей стране проведены грандиозные работы по регули­рованию речного ,стока. Почти па всех крупных реках (Волге, Днепре, Ангаре) построены водохранилища, которые вмещают вешние и паводковые воды, что позволяет экономно расходовать ее в течение всего года. Вода этих рек приводит в движение турбины, вырабатывающие электрический ток, идет на нужды населения и орошение полей.

Таблица 12

Длина и площадь бассейнов крупнейших рек

Река	Длина, км -	Площадь бассейна, тыс. км2
Нил	6671	2870
Миссури-Миссисипи	6420	3238
Амазонка	6400	7180
Янцзы	5800	1808
Парана	4700	3100
Меконг	4500	810
Конго	4320	3690
Нигер	4160	2092
Юкон	3700	855
Инд	3180	960
	Реки Советского Союза
Енисей	4092	2580
Обь	3680	2975
Лена	4400	2490
Амур (от истока Шилки)	4416	2490
Волга	3700 '	1980

Вопросы и задания. 1. Рассмотрите карту своей области и укажите, где берет начало местная река, какие принимает притоки, куда впадает, к какому бассейну относится. 2. Определите длину и площадь бассейна вашей реки, вычислите извилистость ее (по крупномасштабной карте). 3. Найдите по гид­рологическим справочникам расход воды в реке, на которой стоит ваш насе­ленный пункт. Вычислите сток. 4. По данным гидрологического справочника опишите режим вашей реки. Как она используется? В каком санитарном со­стоянии находится? Какие требуются меры по охране ее вод? 5. На контурной карте мира надпишите главнейшие реки.

Озера и болота

Около 2% всей суши занято озерами. Озера —это значи­тельные углубления суши, заполненные водой и не имеющие связи с морем. На территории нашей страны расположены са­мое большое озеро в мире — Каспийское и самое глубокое — Байкал. Много озер на северо-западе Советского Союза, осо­бенно в Карелии.

/ Издавна человек использует озера для водоснабжения; они служат путями сообщения, местом лова~ рыбы. Многие озера содержат денное сырье: соли, железные руды, сапропель. На берегах озер построены пионерские лагеря, дома отдыха, сана­тории. Они являются объектами для туризма.

По характеру стока - озера подразделяются на проточные, сточные и бессточные. В проточные озера впадают многочис­ленные реки и вытекают из них. К этому типу относятся Ла­дожское, Онежское и озера Финляндии.

Сточные озера принимают большое количество рек, но из них вытекает одна река. К этому типу можно отнести озеро Се­ван в Армении.

В засушливых областях находятся бессточные озера, не имеющие стока,— Каспийское, Аральское, Балхаш. К этому же типу относят и многочисленные озера тундры.

В процессе развития бессточные озера могут перейти в сточ­ные, если поступление воды будет превышать испарение.

Озерные котловины по происхождению чрезвычайно разно­образны. Есть котловины, возникшие в результате проявления внутренних сил Земли (эндогенные)'. Таково большинство круп­ных озер мира. Мелкие озера порождены деятельностью внеш­них сил (экзогенные). К эндогенным котловинам относятся тек­тонические и вулканические. Тектонические котловины пред­ставляют собой опустившиеся участки земной коры. Опускание может произойти в результате прогиба слоев или сбросов вдоль трещин. Так образовались крупнейшие озера Каспийское, Аральское (прогиб земных слоев), Байкал, Танганьика, Ньяса, Верхнее, Гурон, Мичиган (сбросовые).

Котловины вулканического происхождения представляют собой кратеры вулканов или долины, перекрытые лавовыми потоками. Подобные котловины имеются на Камчатке, напри­мер Кроноцкое озеро.

Разнообразны озерные котловины экзогенного происхожде­ния. В долинах рек часто встречаются озера, имеющие продол­говатую форму. Они возникли на месте бывших русел рек.

Много озер образовалось в ледниковый период. Материко­вый лед при своем движении выпахивал огромные котловины. Они заполнялись водой. Такие озера встречаются в Финляндии, Канаде, на северо-западе нашей страны. Многие озера вытяну­ты по направлению движения ледников.

В областях, сложенных известняками, доломитами и гип­сом, имеются котловины провального происхождения, их назы­вают карстовыми. Многие из них очень глубоки.

Котловины могут возникнуть и в результате выдувания. Та­кие котловины очень мелки, и озера в них исчезающие. Они встречаются в прибрежных засушливых областях.

Особый тип имеют озерные котловины, возникшие в резуль­тате неравномерного протаивания многолетней мерзлоты. Это озера термбкарстового происхождения (большинство озер тундры).

В горах в результате сильных землетрясений могут возник­нуть запрудные озера. Так, в 1911 г. на Памире буквально на глазах у людей возникло Сарезское озеро: часть горного хреб­та в результате землетрясения была сброшена в долину реки и образовалась запруда высотой более 500 м.

Немало котловин создано человеком — это искусственные водоемы.

В нашей стране сток большинства крупных рек зарегулиро­ван (Волга, Длепр, Ангара, Енисей), на них построены плоти­ны, созданы большие водохранилища.

Многие озерные котловины имеют смешанное происхожде­ние. Например, Ладожское, Онежское озера относятся к текто­ническим, но их котловины изменили свой облик под действием работы ледников, рек, морей. Каспийское море-озеро — остаток большого морского бассейна, который некогда соединялся через Кумо-Манычскую впадину с Азовским и Черным морями.

Питание озер. Озера питаются за счет подземных вод, атмо­сферных осадков и впадающих в них рек. Часть воды из озера выносится в реки, испаряется с поверхности, уходит на подзем­ный сток. В зависимости от соотношения приходной и расход­ной части происходит колебание уровня воды, которое приводит к изменению площадей озер. Например, озеро Чад в сухое вре­мя года имеет площадь 12 тыс. км2, а в дождливое увеличивает­ся до 26 тыс. км2. За последние сто лет отмечено понижение уровня воды Каспийского озера. В результате площадь озера сократилась на 30 тыс. км2, исчезли многие заливы, а острова превратились в полуострова. Сейчас уровень Каспийского озе­ра на 28 м ниже уровня океана.

Изменение уровня воды в озерах связано с климатическими условиями: уменьшением количества выпавших осадков в бас­сейне озера, а также испарением его с поверхности. Уровень воды в озере может измениться также в результате тектониче­ских движений.

Колебания уровня воды в проточных озерах незначительны и не достигают одного метра (Байкал, Онежское, Ладожское).

По количеству растворенного в воде вещества озера делятся на пресные, солоноватые и соленые. Пресные озера имеют ра­створенных солей менее 1%о- Солоноватыми озерами считаются такие, где соленость больше 1 % о, а солеными — свыше 24,7%0 (при такой солености температура замерзания воды совпадает с температурой наибольшей плотности воды).

Проточные и сточные озера обычно пресные, так как при­ход пресной воды больше, чем расход. Бессточные озера — преимущественно солоноватые или соленые. В этих озерах при­ход воды меньше, чем расход, поэтому соленость увеличи­вается. Соленые озера находятся в степной и пустынной зонах (Эльтон, Баскунчак, Мертвое, Большое Соленое и многие дру­гие) . Но некоторые отличаются большим содержанием соды (Na2S04) —это содовые озера (например, озеро Ван и некото­рые озера юга Западной Сибири); другие богаты наряду с хло­ридами и сульфидами бурой (Na2B407-ЮН20)—такие озера встречаются на Тибете, в Калифорнии.

Стадии развития озер. Озера — недолговременные образова­ния на поверхности Земли. Они развиваются в зависимости от окружающих условий. Реки, временные водные потоки несут со склонов в озера огромное количество неорганических и орга­нических веществ, которые отлагаются на дне. Появляется рас­тительность, остатки которой также скапливаются, заполняя озерные котловины. В результате этого озера мелеют, на месте их образуются болота.

Зарастание озер и превращение их в болота происходит по­степенно. Обмелевшее озеро начинает зарастать с берегов (рис. 31). До глубины 1 м растут осоки, стрелолист, водяная гречиха, водяные лютики и др. Глубже, до 2—3 м, поселяются камыши, тростники, хвощи; еще глубже — водяные лилии, рде­сты, у которых на поверхности плавают только листья и цветы, а все остальные органы растения целиком погружены в воду. Глубокая часть озера занята различного рода водорослями. Растения, отмирая, падают на дно, а там образуются мощные

слои сапропеля Озеро продолжает мелеть, зарастать и пре­вращается в болото. На поверхности появляются мхи и лишай­ники. Под слоем мхов отмершие остатки растительности без до­ступа кислорода превращаются в торф. В лесной полосе очень часто озера зарастают с наветренных берегов.

В развитии озер можно выделить несколько стадий.

Стадия юности, когда первоначальный рельеф дна сохра­няется неизменным.

Стадия зрелости, когда вырабатывается береговая отмель, хорошо выражены конусы выноса рек при их впадении, но не­ровность дна еще сохраняется.

Стадия старости, когда отложения выровняли дно озера. В пресных озерах растительность полукольцом окружает бе­рега.

Стадия полного зарастания, когда озеро становится мел­ким, растительность покрывает большую часть зеркала воды, озеро превращается в болото.

Распространение озер подчинено законам зональности. В Со­ветском Союзе наиболее густая озерная сеть наблюдается в лесной полосе, в областях древнего оледенения: на Кольском полуострове, в Карелии. Здесь озера пресные, большей частью проточные и быстро зарастающие. К югу, в лесостепной и степ­ной зонах, количество озер резко уменьшается. В пустынной зоне преобладают бессточные соленые озера, они часто пере­сыхают, превращаясь в солончаки. Тектонические озера встре­чаются во всех поясах. У них большие глубины, поэтому изме­нение их 1ч-.ет медленно, малозаметно для человека.

Таблица 13

Крупнейшие озера мира

Озера	Высота над уровнем моря, м	Площадь, км3	Наибольшая глубина, м
Каспийское	—28	371 ООО	1025
Верхнее	184	84 130	393
Виктория	1134	69 ООО	80
Аральское	52	64 ООО	67
Гурон	177	59 700	208
Мичиган	177	58 100	281
Танганьика	774	34 000	1435
Байкал	455	31 500	1620
Ньяса	472	30 800	706
Большое Медвежье	119	31 329	137
Большое Невольничье	150	28 570	614
Зри Ладожское	174	25 667	64
	4	17 700	215
Онежское	35	9 720	100