Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физическая география. Учебное пособие
.pdf
Градусной сеткой называют изображение линий меридианов и параллелей на глобусе
и географических картах. Градусная сеть позволяет определить местоположение любой
точки на земной поверхности с помощью географических координат — широты и долготы.
Градусная сеть «сплетена» из пересекающихся линий — меридианов, которые
«обматывают» Землю от полюса к полюсу, как клубок, и параллелей, опоясывающих Землю.
Все меридианы одинаковой длины, а параллели удлиняются с приближением к экватору.
Экватор находится на равном расстоянии от полюсов. Эта самая большая из параллелей —
длина еѐ 40 080 километров — делит Землю на северное и южное полушария. Все места к
северу от экватора имеют северную широту, а к югу от него — южную широту.
Один меридиан учѐные условились считать нулевым. Он проходит через
Гринвичскую обсерваторию (в Лондоне). Гринвичский меридиан и его продолжение -180-й
меридиан — делят Землю на западное и восточное полушария. Всѐ, что лежит в восточном
полушарии, имеет восточную долготу, а что в западном — западную. И меридианов и
параллелей можно провести на карте сколько угодно.
Географическая широта — это угол, между плоскостью экватора и дугой меридиана
от экватора до заданного места, выраженное в градусах). Географическая широта изменяется
от 0 до 90 градусов (на полюсах). Различают северную широту и южную. За нулевую
параллель — 0 градусов — принимают экватор. Все точки лежащие на одной параллели
имеют одинаковую географическую широту.
Географическая долгота — это величина дуги параллели от 0о меридиана от
заданного места. За начальной, нулевой меридианом, по международному Соглашению
принят меридиан, проходящий через Гринвинчскую обсерваторию в пригороде Лондона. К
востоку от него долгота—восточная. в западу— западная. Долгота изменяется от 0
(Гринвинч) до 180 градусов. Все точки, лежащие на одном меридиане имеют одинаковую
долготу, широту и долготу точки земной поверхности называют географическими
координатами.
5. Картографическая проекция
Картография изучает методы создания карт и их использования. Определение карты
связано с одним важнейшим ее законом ее построения. Он проявляется наличие масштаба и
картографической проекции.
10
11
Научные основы картографии были заложены в Древней Греции (VI—I вв. до н. э.).
Древнейшей картографической проекцией считается гномоническая проекция, примененная
Фалесом Милетским к построению карт звѐздного неба. После установления в 3 в. до н. э.
шарообразности Земли К. п. стали изобретаться и использоваться при составлении
географических карт (Гиппарх, Птолемей и др.).
Значительный подъѐм картографии в XVI в., вызванный Великими географическими
открытиями, привѐл к созданию ряда новых проекций; одна из них, предложенная Г.
Меркатором, используется и в настоящее время.
В XVII—XVIII вв., когда широкая организация топографических съѐмок стала
поставлять достоверный материал для составления карт на значительной территории,
картографическая проекция разрабатывались как основа для топографических карт.
Картографическая проекция — это способ перехода от реальной, геометрически
сложной земной поверхности к плоскости карты.
Для этого вначале переходят к математически правильной фигуре эллипсоида или
шара, а затем проектируют изображение на плоскость, опять-таки с помощью строгих
математических зависимостей. В результате каждой точке на земном шаре с широтой и
долготой соответствует одна и только одна точка на карте с прямоугольными координатами.
Сферическую поверхность невозможно развернуть на плоскость без деформаций — сжатий
и растяжений. Значит, всякая карта имеет те или иные искажения. различают искажения
длин, площадей, углов, форм. На крупномасштабных картах искажения практически
неощутимы, но на мелкомасштабных они бывают очень велики. Картограф проекции
обладают разными свойствами в зависимости от характера и размера искажений.
Равноугольные проекции сохраняют без искажений угла и формы малых объектов,
зато них редко деформируются длины и площади объектов. По картам в равноугольных
проекциях удобно, например, прокладывать маршруты судов и самолетов, но невозможно
измерять площади.
Равновеликие проекции не искажают площадей, но углы и формы объектов в них
сильно искажены. Эти проекции хорошо приспособлены для определения площадей
(например, размеров государств, земельных угодий и др.).
Произвольные проекции имеют искажения длин, площадей и углов, но они
распределяются по карте наиболее выгодным образом, например, выбирают проекции с
минимальными искажениями в центральной части, зато они редко возрастают к краям карты
среди произвольных проекций выделяются равнопромежуточные, в которых искажения длин
отсутствуют по одному из направлений: либо вдоль меридиана, либо вдоль параллели.
11
12
Проекции разливаются и по виду вспомогательной поверхности, используемой при
переходе от эллипса или шара и плоские карты. Наиболее распространены цилиндрические,
когда проектирование с шара ведется как бы на поверхность цилиндра; конические или
поликонические — когда вспомогательными поверхностями служат один или несколько
конусов; азимутутальные — когда проектирование ведется на плоскость. Для карт мира чаще
всего применяются цилиндрические проекции, для карт России — конические, в которых
воображаемый конус сечет земной шар по параллелям 47 и 62 градусов северной широты —
это так называемые линии нулевых искажений. Вблизи них искажение невелики на
мелкомасштабных картах главный масштаб сохраняется только на линиях и в точках
нулевых искажений, там, где вспомогательная поверхность касается или сечет шар. Во всех
остальных частях карты масштаб несколько преувеличен или преуменьшен. Для
определения частного масштаба в любом месте карты проводят специальные расчеты.
6. Картографическая генерализация
Картографическая генерализация — отбор и обобщение, изображаемых на карте
объектов, выделение их основных типических черт и характерных особенностей.
Генерализованность — важнейшее свойство всякой карты. Даже на самой
крупномасштабной карте изображение генерализованно, поскольку невозможно (да и вряд
ли необходимо) показывать объекты со всеми подробностями и деталями.
Генерализация определяется несколькими факторами: масштабом карты, ее
назначением, тематикой и особенностями изображаемой территории. Наиболее существенно
влияние масштаба.
Генерализация бывает различной на картах разного назначения, даже если они
отображают одну и ту же территорию и одинаковы по масштабу. Например, справочная
административная карта России должна быть максимально подробной, содержать максимум
сведений, которые можно показать в данном масштабе, а такая же карат, предназначенная
для средней школы, напротив, должна быть сильно генерализованной, разгруженной. На ней
достаточно показать административные районы, области, города.
Виды генерализации. Существуют разные виды (проявления) генерализации: отбор
объектов, показываемых на карте. На ней оставляют наиболее крупные объекты, например
реки длиной более I см в масштабе карты, населенные пункты с числом жителей более I0
12
13
тыс. человек, а те объекты, которые меньше этих величин (они называются цензами отбора),
при генерализации исключают.
Генерализация не только снимает, исключает, обобщает детали изображения, но и
позволяет сформировать новый географический образ, явственно выделить главные,
ведущие факторы размещения и развития явлений, освободив их от мелких, несущественных
для данной карты подробностей. Таким образом, картографическая генерализация
способствует показу на карте качественно новой информации, и в этом состоит ее важная
роль в географическом познании.
Регерализованность — важнейшее свойство всякой карты. Даже на самой
крупномасштабной карте изображение генерализовано, поскольку невозможно передать все
объекты со всеми подробностями и деталями. Генерализация определяется несколькими
факторами: масштабом карты, ее назначением, тематикой и особенностями изображаемой
территории. Наиболее существенно влияние масштаба.
Существуют разные виды (проявления) генерализации. Прежде всего, это отбор
объектов, показываемых на картах. На ней оставляют наиболее крупные объекты, а те
объекты, которые меньше этих величин (они называются линзами отбора), при
генерализации исключают. Обобщение количественной характеристики связано с введением
более крупных количественных подразделений, увеличение градаций, интервалов, шкал и т.
д. Обобщение качественной характеристики проявляется в сокращении качественных
подразделений. Например, место знака видов лесов (хвойные, смешанные и др.) вводится
единый знак леса.
Упрощение форм объектов — это исключение мелких, несущественных деталей —
конфигурации. При этом недопустимо формальное спрямление очертаний, механическое
исключение мелких изгибов. На генерализованном изображении должно быть сохранено
географические верное, правдоподобное изображение картографического явления. Кроме
того, при упрощении форм, как и при других видах генерализации, всегда учитывают связи
между явлениями. Именно поэтому генерализация осуществляется на основе научного
географического подхода. Генерализация не только снимает, исключает, обобщает детали
изображения, но и позволяет сформировать новый географический образ, явственно
выделить главные, ведущие факторы размещения и развития явлений, освободив их от
мелких, несущественных для данной карты подробностей. Таким образом, картографическая
карта качественно новой информации, и в этом состоит ее важная роль в географическом
познании.
13
14
7. Система условных знаков
Знаковость — одна из главнейших особенностей всякой карты и плана, то, что
отличает ее от многих других источников географической информации, от аэро- и
космических снимков, текстов, таблиц, макетов. Знаки не только показывают
местоположение объектов, но дают их качественную и количественную характеристики
отражают внутреннюю структуру.
Различают несколько видов условных знаков. Масштабные или контурные, условные
знаки передают действительные размеры объектов, которые выражаются в масштабе карты.
Знаки состоят из контура (например, контур леса, болота) и его заполнения (цвет,
штриховка). Внемасштабные условные знаки применяют для объектов, не выражающихся в
масштабе карты. Это могут быть геометрические фигурки, схематические рисунки,
буквенные символы. Таковы условные знаки, населенных пунктов (пунсоны), ГЭС,
месторождений полезных ископаемых. На мелкомасштабных картах. Линейные знаки
передают на картах линейные объекты: реки, дороги, линии связи, границы. Они масштабны
по своей длине и конфигурации, а по ширине обычно внемасштабны. Кроме того, на картах
имеются пояснительные знаки (например, стрелки, указывающие течение реки, фигурки
лиственных и хвойных пород леса и др.), а также подписи, буквенные и цифровые
обозначения. Для построения условных знаков применяют целую систему географических
средств.
Система специальных условных знаков называется легендой карты (плана). Легенда—
ключ к пониманию и чтению карты, поэтому изучать карту надо с изучения легенды карты.
Явления с различной локализацией и характером географического распространения
передаются на картах разными способами.
1. Значки — применяются для объектов не выражающихся в масштабе карты.
Могут быть геометрическими, буквенными или иметь вид наглядных рисунков. Своей
величиной, цветом, формой они передают качественные и количественные характеристики.
2. Линейные знаки — используют для объектов локализованных на линиях.
Отражают качественные и количественные особенности линейного объектов.
3. Качественный фон — отражает районированию территорию по какому-либо
признаку. Качественный фон передает явление сплошного распространения (например,
геологическое строение суши, почвенный покров, экономические районы). В качестве
графических средств используются цвет и штриховка.
4. Изолинии — линии равных значений какого-либо
14
15
количественного показателя — применяются для показа явлений, имеющих
сплошное, непрерывное и при этом более или менее плавное распределение на значительной
территории (акватории).
5. Локализованные диаграммы — диаграммы, привязанные и определенным
пунктам, при этом характеризующее не только эти пункты, но и прилегающую территорию.
6. Способ ареалов — используется для выделения на карте областей
распространения каких-либо однородных явлений или объектов, полезных ископаемых,
животных, с/х культур и т. д.
7. Точечный способ применяют для показа явлений рассеянного
распространения, неравномерно размещенных на обширных площадей.
8. Знаки движения передают перемещение явлений в пространстве (направление
ветров, течений, перелетных птиц).
9. Картодиаграмма применяется для отобрания абсолютно статистических
показателей по ячейкам территориального деления. Диаграммы бывают линейными
(столбики; пласт); площадные (квадраты, круги) или объемные (кубы, шары).
10. Картограмма характеризует относительные статистические показатели по
ячейкам территориального деления. Для картограмм обязательно наличие шкалы
(штриховой, одноцветной или многоцветной), причем насыщенность и плотность штриховки
должны наглядно предавать интенсивность отображаемого явления.
8. Форма и размеры земли
Предположения о шарообразности Земли относят к VI в. до н.э. В конце XVII в.
возникла гипотеза о том, что Земля Сплюснута у полюсов, т.е. является эллипсоидом
вращения. Сейчас известно, что истинная геометрическая форма Земли — геоид. Его
поверхность всюду перпендикулярна направлению силы тяжести и совпадает с уровенной
поверхностью Мирового океана. Истинная поверхность Земли не совпадает с поверхностью
геоида и отступает от неѐ на несколько километров.
Геодезические и астрономические исследования последующих столетий дали
возможность судить о действительной форме Земли и ее размерах. Известно, что
формирование Земли происходило под действием двух сил — силы взаимного притяжения
частиц ее массы и центробежной силы, обусловленной вращением планеты вокруг своей оси.
15
16
Равнодействующей обеих названных сил является сила тяжести, выражаемая в ускорении,
которое приобретает каждое тело, находящееся у поверхности Земли.
Итак, Земля, как и другие планеты Солнечной системы, имеет шарообразную форму.
Ее диаметр около 12 750 км. Поскольку мы видим небольшую площадь земной поверхности
она кажется нам плоским кругом, ограниченным линией, где небо как бы соприкасается с
землей — линия горизонта. Первым предложение о шарообразности Земли высказал
Аристотель, наблюдавший за небесными телами. Земля — одна из планет Солнечной
системы. Кроме Земли вокруг Солнца, вращаются еще восемь больших планет, спутники
планет, тысячи астероидов. Земля находится на расстоянии среднем 150 млн км от Солнца.
Вместе с Меркурием, Марсом, Венерой, Земля входит в земную группу планет солнечной
системы. Эта группа отличается от внешней группы планет — гигантов, представляющих из
себя огромные шарообразные тела, почти полностью состоящие из водорода и гелия,
наличием твердой поверхности и высокой плотностью. У шести планет Солнечной системы
есть спутники. У Земли только один естественный спутник Земли — Луна. По величине
среди остальных спутников планет солнечной системы, Луна занимает 5 место, а по массе по
отношению и массе планеты — 1 место. Неудивительно, что близость массивного спутника к
Земле, оказывает на нее большое влияние.
Фернандо Магеллан (1519—1522 гг.) впервые совершил кругосветное плавание и
доказал, что Земля имеет форму шара. В этот период планету Земля стали изображать виде
объемной, сильно уменьшенной в размерах модели — глобус. В связи с развитием знаний о
Земле представления о ее форме совершенствовались. В конце XVII в. на основе работ
Исаака Ньютона возникло предположение о том, что виду осевого вращения Земля должна
быть сплюснута у полюсов. Последующими измерениями в XVIII в. было доказано, что
Земля имеет форму сфероида или элипса, сжатого вдоль оси вращения (приплюснутость у
полюсов). Это сжатие невелико. Полярная полуось равна 6356 км, а экваториальная — 6379
км. Разница составляет 21,4 км. Длина экватора Земли составляет 40 000 км. Однако в XIX в.
было установлено, что фигура Земли имеет еще более сложное очертание. Она отклоняется
от правильной форму сфероида из-за неоднородности, недр, неравномерного распределения
масс. Истинная геометрическая фигура Земли была названа геоидом. Поверхность геоида
совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана.
Истинная физическая поверхность Земли со всеми ее горами и впадинами не
совпадает с поверхностью геоида и отступает от него на несколько километров. Форма и
размеры Земли имеют большое географическое значение. Шарообразная фигура Земли
обуславливает уменьшение угла падения солнечных лучей на земную поверхность от
16
17
экватора к полюсам и, как следствие этого явления, образование нескольких тепловых
поясов.
9. Движение земли
Суточное вращение Земли экспериментально доказал французский физик Фуко. В
1851 г. в Парижском пантеоне он осуществил опыт с маятником. Фуко использовал свойство
маятника сохранять плоскость своих колебаний постоянной. Под куполом собора был
подвешен маятник длиной 67 м с периодом 16 с. Наблюдателю казалось, что плоскость
колебаний маятника постепенно поворачивается относительно окружающих предметов. На
самом деле плоскость колебаний маятника остается постоянной, а Земля вместе с
наблюдателем поворачивается относительно этой плоскости.
Географические следствие осевого вращения Земли исключительная величина.
Прежде всего, это влияет на фигуру Земли. Вращаясь вокруг своей оси, на земной
поверхности происходит отклонение тел, движущихся горизонтально (ветров, подземных
течений) и т. д. от его первоначального направления в северном полушарии объекта
отклоняется вправо, в южном влево. Эта сила инерции называется ускорением кормоллиса, в
честь французского ученого, впервые объяснившего это явление. На экваторе отклонение =
0, к полюсам оно возрастает.
Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за сутки, т. е. 24 часа. Земная ось
наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5 градусов. Благодаря шарообразной форме
Земли и ее осевому вращению. Мы имеем на Земле новые две неподвижные точки —
полюса, которые позволяют построить на земном шаре градусмотр из параллелей и
ландшафтов. Если бы земная ось не была наклонена, а была к примеру перпендикулярной, а
светораздельная линия — терминатор, проходил бы через оба полюса и делил бы все
параллели ½, а день всегда был бы равен ночи. В этих условиях по мере удаления от
экватора угол падения приближался бы к 0, колебание земельной плоскости в течение года
тоже уменьшилось бы от экватора к полюсам и смены времен года не было бы.
Смена дня и ночи происходит на Земле непрерывно. Но только 2 раза в год дни
весеннего (21.03) и осеннего (23.09) равноденствия, их продолжительность на всех широтах
одинакова — 12 часов. В эти дни солнце на экваторе находится в зените, т. е. прямо над
головой. Самый длинный день и самая короткая ночь дни летнего солнцестояния: в северном
полушарии 22 июня, в южном — 22 декабря.
17
18
Обращаясь вокруг своей мнимой оси Земля вращается еще и вокруг солнца свой путь
вокруг Солнца Земля совершает за 365 дней, т. е. за год. При этом в январе она находится
чуть ближе к Солнцу, на расстояние ее 147 млн км. Это расстояние находится переменной. В
июле чуть дальше 152 млн км — афелины. Казалось бы, такое незначительное изменение
расстояния от Солнца, но значение его велико. Чем дальше от Солнца, тем скорость
обращения меньше, чем ближе, тем больше скорость обращения. Поэтому в северном
полушарии дня на пороге леса, а в южном—наоборот.
22 июня земная ось наклонена сторону Солнца северным концом. Солнечные лучи
падают отвесно на параллель 23,5 оС ги-ль тропике. Большая часть северного полушария
освещена и на всех широтах в этом полушарии день длиннее ночи. К северу от параллели
66,5 оС ги-ль полный круг 24 часа длится день на северном полюсе начинается полярный
день, который длится ½ года. В южном полушарии 22 июня на всех широтах день короче
ночи, а южнее Южного полярного круга полярная ночь, которая длится тоже ½ года.
Северное полушарие получает больше тепла, чем южное, соответственно Северном
полушарии лето, а в Южном — зима.
После 22 июня, вследствие орбит перемещ-ся Земли в северном полушарии высота
Солнца постепенно уменьшается, в Южном — увеличивается, дни становятся длиннее, ночи
короче. 22 сентября день равноденствия, после которого Южное полушарие получает все
больше солнечного тепла, а северное все меньше (здесь осеннее равноденствия). 22 декабря
максимум солнечного тепла приходится на Южное полушарие. В это время в Южном
полушарии лето, в Северном — зима.
10. Понятие о литосфере
Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с
частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических
пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости
пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением
электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается
и составляет в среднем соответственно 25—200 и 5—100 км.
Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %),
среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты.
18
19
Рассмотрим в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью от
Солнца планета — Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность — 5,5 г/см3 и состоит из
трех оболочек — коры, мантии и ядра. Мантия и ядро делятся на внутренние и внешние
части.
Земля имеет сложное внутреннее строение. В основном о внутреннем строении Земли
ученым позволяют судить данные сейсмологов — скорость прохождения волн, возникающих
при землетрясениях. Непосредственные наблюдения возможны на глубине, посредством
скважин. Самые глубокие скважины прошли чуть больше 12 км земной толщи (Кольская
скважина).
Во внутреннем строении Земли выделяют 3 основных слоя: земная кора, мантия, ядро.
Ядро находится на глубине примерно от 29006371 км, т. е. радиус ядра занимает
больше половины радиуса Земли. По данным сейсмологов ученые предполагают, что о
внешней части ядра вещества находятся в подвижном расплавленном состоянии, и
возникают электрические токи, которые создают магнитное поле Земли.
Внутренняя часть ядра твердая. С глубиной нарастает давление и температура,
которая составляет в ядре, по расчетам ученых, примерно 5000 Со.
Над земным ядром находится мантия. Она распространяется на глубину до 2900 км.
Вещество мантии находится особом расплавленном состоянии, называемой плазмой. Внутри
мантии на глубине 100—250 км под континентами и 50—100 км под океанами начинается
слой повышенной пластичности вещества, близкого к точке плавления, так называемая
астеносфера. Подошва астеносферы находится на глубинах порядка 400 км. Над мантией
расположена самая тонкая оболочка, ее можно назвать пленкой в масштабе Земли, которая
называется земная кора. Ее мощность примерно 35 км. Земная кора вместе с верхним
твердым слоем мантии под астеносферой называется литосферой. Литосфера в отличие от
астеносферы относительно хрупкая оболочка. Она разбита глубинными разломами на
крупные блоки, называемые литосферными плитами. Плиты медленно перемещаются
(«дрейфуют») по астеносфере в горизонтальном направлении. Земная кора сложена
кристаллическими породами магматического и литаморфического происхождения. Она
неоднородна по составу, строению и мощности. Выделяют два основных типа земной коры:
материковую и океанскую. Первый тип земной коры характерен для материков
(континентов), включая их окраины под водой. Второй тип свойственен океаническим
котлованам — ложу Мирового океана.
С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами, связанные
разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а также такие, что
есть сырьем для химической и пищевой промышленности.
19
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]