Процессы географической оболочки

Законы географической оболочки

Верхняя граница географической оболочки находится примерно на высоте 25 км над поверхностью земли, она расположена чуть ниже уровня максимальной концентрации озона. Для этих частей типично взаимопроникновение компонентов, ярко выражен закон географической зональности. Нижняя граница пролегает в верхней части литосферы (на высоте 500-800 м).

Рисунок 1. Строение географической оболочки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Закономерности развития в географической оболочке:

1. Зональность. Разделение территории суши и вод океанов на природные зоны, которые повторяются в Северном и Южном полушариях. Смена природных зон обусловлена характером распределения солнечной энергии по широтам, а также неравномерным увлажнением. Закономерности в изменении природных комплексов и компонентов в направлении от экватора к плюсам, обусловленные уменьшением угла падения лучей Солнца и шарообразной формы планеты.
2. Целостность. Обусловлена тесной взаимосвязью и единством всех компонентов географической оболочки. Осуществляется в виде обмена веществ и энергии. Каждый компонент географической оболочки развивается строго по собственным законам. Все они тесно взаимосвязаны между собой.
3. Ритмичность. Процессы повторяемости природных явлений на протяжении определенного периода (геологический, суточный, недельный, месячный, годовой и т.д.). Определяется движением Земли вокруг Солнца, вокруг своей оси и т.д.

Высотная поясность проявляется в закономерной смене природных и климатических явлений по мере увеличения высоты. Она обусловлена:

• изменением с высотой климата;
• понижением температуры, давления, плотности воздуха;
• повышением солнечной радиации;
• годовой нормой осадков;
• облачностью.

Консервативность компонентов географической оболочки снижается в последовательности: рельеф, климатические условия, водные ресурсы, почвенный покров, растительность, животный мир.

Процессы круговоротов веществ и энергии в географической оболочке

Географическая оболочка развивается в соответствии с определенными закономерностями. Круговороты веществ в географической оболочке возникают благодаря постоянному поступлению на границы географической оболочки солнечной энергии и различных веществ.

В географической оболочке происходит глобальный круговорот веществ и энергии. В глобальном круговороте выделяют круговороты отдельных компонентов: кислорода, азота, углерода, воды, воздушных масс, биологический круговорот, циркуляцию воды в океане.

Круговороты в географической оболочке не являются замкнутыми, так как конечная стадия не совпадает с начальной стадией. В результате каждого последующего цикла происходит изменение и развитие географической оболочки.

Энергия для круговоротов поступает из недр планеты, из космоса, в результате гравитационного взаимодействия Земли с Солнцем и Луной. Основным источником энергии является солнечная радиация.

Процессы саморегулирования в географической оболочке

Типичная черта динамики компонентов географической оболочки и всей оболочки – саморегулирование, основанное на принципах всеобщей взаимосвязи всех явлений. Благодаря саморегулированию оболочка сохраняет собственную устойчивость. Большинство параметров геосистем пребывает в состоянии динамического равновесия. Это равновесие сохраняется несмотря на значительные колебания внешних факторов.

Так, саморегулирование солевого состава Мирового океана (соотношение ионов солей в воде остается практически постоянным) происходит несмотря на различия в объеме испарения, атмосферных осадков, речном стоке. Саморегулирование содержания углекислого газа в географической оболочке происходит на основе карбонатной системы океана.

Основная причина постоянства веществ и энергии - взаимосвязанность всех концентраций веществ. Согласно принципу Ле-Шателье — Брауна, концентрацию одного компонента замкнутой термодинамической системы нельзя изменить без изменения содержания других компонентов. Если на находящуюся в устойчивом равновесии систему оказывать внешнее воздействие, то в системе будет усиливаться направление того процесса, течение которого снижает данное воздействие. В результате положение равновесия сместится в том же направлении.

Работа данного принципа защищает систему от внешних воздействий. С увеличением сложности системы ее надежность возрастает. Этот принцип в определенной степени применим к открытой термодинамической системе. Географическая оболочка является такой системой.

Вопрос применения принципа Ле-Шателье— Брауна в географических системах важен, так как на основе этого принципа анализируются возможности жизнедеятельности организмов и состояние биосферы.

Динамическое равновесие географической оболочки во многих случаях имеет форму автоколебаний. Так происходят годовые и суточные колебания многих физико-географических параметров. Характер автоколебаний имеют процессы системы солнечная радиация — температура - испарение — облачность. Благодаря солнечной радиации земная поверхность нагревается, что ведет к росту испарения. Влага, поступившая в атмосферу, конденсируется и формируются облака, частично задерживающие коротковолновую солнечную радиацию. Уменьшение прихода радиации на землю снижает температуру поверхности, в результате чего снижается испарение, уменьшается поступление влаги в атмосферу, исчезают облака и, как следствие, повышается приход солнечной радиации. Начинается новый цикл. Таким образом взаимосвязанные процессы контролируют друг друга и не дают возможности никому выйти за установленные границы.

Перемещения в географической оболочке вещества и энергии связывают ее компоненты в целостную систему. Например, дегляциация современного оледенения может привести к значительному повышению уровня Мирового океана. Вследствие этого затопленными могут оказаться значительные территории приморских равнин, изменится характер атмосферной циркуляции, тепло- и влагообмена, интенсивности речной эрозии. Как следствие, произойдет смещение географических зон.

Взаимосвязи в географической оболочке возникают в пространстве и во времени неравномерно. Горизонтальные перемещения воды, воздуха, минеральных частиц в сотни и тысячи раз выше вертикальных. При этом присутствует несимметричность взаимодействий, когда перенос в одних направлениях сильнее, чем в других. Перемещение различных компонентов происходит с разной скоростью. В результате возникают участки с незначительными скоростями обмена вещества и энергии и относительно слабо связанные с другими участками — замкнутые морские котловины, болота, глубоководные части океана.