Что такое широтная зональность? В чем она проявляется? Природная зональность. Широтная и высотная зональность
Широтная зональность -- закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов геосистем от экватора к полюсам. Первичная причина зональности -- неравномерное распределение солнечной энергии по широте вследствие шарообразной формы Земли и изменении угла падения солнечных лучей на земную поверхность. Кроме того, широтная зональность зависит и от расстояния до Солнца, а масса Земли влияет на способность удерживать атмосферу, которая служит трансформатором и перераспределителем энергии. Зональность выражается не только в в среднегодовом количестве тепла и влаги, но и во внутригодовых изменениях. Климатическая зональность отражается на стоке и гидрологическом режиме, образовании коры выветривания, заболачивания. Большое влияние оказывается на органический мир, специфические формы рельефа. Однородный состав и большая подвижность воздуха сглаживают зональные различия с высотой.
Высотная поясность, высотная зональность -- закономерная смена природных условий и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты (высоты над уровнем моря).
Высотный пояс, высотная ландшафтная зона -- единица высотно-зонального расчленения ландшафтов в горах. Высотный пояс образует полосу, сравнительно однородную по природным условиям, часто прерывистую[
Высотная поясность объясняется изменением климата с высотой: на 1 км подъёма температура воздуха снижается в среднем на 6 °C, уменьшается давление воздуха, его запылённость, возрастает интенсивность солнечной радиации, до высоты 2--3 км увеличивается облачность и количество осадков. По мере нарастания высоты происходит смена ландшафтных поясов, в некоторой степени аналогичная широтной зональности. Величина солнечной радиации увеличивается вместе с радиационным балансом поверхности. В результате температура воздуха снижается по мере роста высоты. Кроме того, происходит уменьшение количества осадков из-за барьерного эффекта.
ЗОНЫ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ (греч. zone -- пояс) -- широкие полосы на земной поверхности, ограниченные сходными чертами гидроклиматических (энерготворимых) и биогенных (жизненно-пищевых) природных ресурсов.
Зоны -- часть географических поясов, но опоясывают сушу земного шара лишь то есть, у которых на всем протяжении пояса сохраняется избыточная влажность воздуха и почв. Это ландшафтные зоны тундр, тундролесий и тайги. Все остальные зоны в пределах одной географической широты сменяются при ослаблении океанического влияния, то есть при изменении соотношения тепла и влаги -- главного ландшафтообразующего фактора. Например, в полосе 40-50° северной широты и в Северной Америке и в Евразии зоны широколиственных лесов переходят в леса смешанные, затем в хвойные, в глубь континентов сменяются лесостепями, степями, полупустынями и даже пустынями. Возникают долготные зоны или секторы.
Некоторые географические термины имеют схожие, но не одинаковые названия. По этой причине люди часто путаются в их определениях, а это уже в корне может поменять смысл всего, что они говорят или пишут. Потому сейчас мы выясним все сходства и различия между широтной зональностью и высотной поясностью, чтобы навсегда избавиться от путаницы между ними.
Вконтакте
Суть понятия
Наша планета имеет форму шара, который, в свою очередь, наклонен под определенным углом относительно эклиптики. Данное положение вещей стало причиной того, что солнечный свет распределяется по поверхности неравномерно .
В одних регионах планеты всегда тепло и ясно, в других идут ливни, третьим присущ холод и постоянные заморозки. Мы называем это климатом, который меняется в зависимости от отдаления или приближения к .
В географии такое явление носит название «широтная зональность», так как изменение погодных условий на планете происходит именно в зависимости от широты. Теперь мы можем вынести четкое определение данному термину.
Что же такое широтная зональность? Это закономерное видоизменение геосистем, географических и климатических комплексов по направлению от экватора к полюсам. В повседневной речи такое явление мы часто называем «климатическими поясами», и у каждого из них имеется свое название и характеристика. Ниже будут приведены примеры, демонстрирующие широтную зональность, которые позволят четко запомнить суть этого термина.
Обратите внимание! Экватор, конечно же, центр Земли, и все параллели от него расходятся к полюсам как бы в зеркальном отображении. Но в силу того, что планета имеет определенный наклон относительно эклиптики, южное полушарие больше освещается , нежели северное. Поэтому климат на одинаковых параллелях, но в разных полушариях не всегда совпадает.
Мы разобрались с тем, что такое зональность и каковы ее особенности на уровне теории. Теперь давайте вспомним все это на практике, просто глядя на климатическую карту мира. Итак, экватор окружен (простите за тавтологию) экваториальным климатическим поясом . Температура воздуха здесь не меняется в течение года, впрочем, как и крайне низкое давление.
Ветра на экваторе слабые, а вот проливные дожди – дело частое. Ливни идут каждый день, но за счет высокой температуры влага быстро испаряется.
Продолжаем приводить примеры природной зональности, описывая тропический пояс:
- Здесь ярко выраженные сезонные перепады температуры, не такое большое количество осадков, как на экваторе, и не такое низкое давление.
- В тропиках, как правило, полгода идет дождь, вторые полгода – сухо и жарко.
Также в данном случае прослеживаются сходства южного и северного полушария. Тропический климат в обеих частях света одинаковый.
На очереди стоит умеренный климат, который охватывает большую часть северного полушария . Что же касается южного – там он простирается над океаном, едва захватывая хвостик Южной Америки.
Климат характерен наличием четырех ярко выраженных времен года, которые отличаются друг от друга температурой и количеством осадков. Со школы всем известно, что вся территория России находится преимущественно в этой природной зоне, поэтому каждый из нас с легкостью может описать все погодные условия, присущие ей.
Последний, арктический климат, отличается от всех остальных рекордно низкими температурами, которые практически не меняются в течение года, а также скудным количеством осадков. Господствует он на полюсах планеты, захватывает малую часть нашей страны, Северно-Ледовитый океан и всю Антарктиду.
На что влияет природная зональность
Климат – основная определяющая всей биомассы конкретного региона планеты. За счет той или иной температуры воздуха, давления и влажности формируется флора и фауна , видоизменяются почвы, мутируют насекомые. Немаловажно, что от активности Солнца, за счет которой климат, собственно, и формируется, зависит цвет кожи человека. Исторически так сложилось:
- в экваториальной зоне проживает чернокожее население Земли;
- в тропиках обитают мулаты. Эти расовые семьи наиболее стойки к ярким солнечным лучам;
- северные регионы планеты занимают светлокожие люди, привыкшие большую часть времени проводить на холоде.
Из всего вышесказанного вытекает закон широтной зональности, который заключается в следующем: «Трансформация всей биомассы напрямую зависит от климатических условий».
Высотная поясность
Горы – неотъемлемая часть земного рельефа. Многочисленные хребты, словно ленты, раскиданы по всему земному шару, какие-то высокие и крутые, другие – покатые. Именно эти возвышенности мы понимаем как области высотной поясности, так как климат здесь существенно отличается от равнинного.
Все дело в том, что поднимаясь в более удаленные от поверхности слои , широта, на которой мы остаемся, уже не оказывает должного влияния на погоду . Меняется давление, влажность, температура. Исходя из этого, можно дать четкую трактовку термина. Зона высотной зональности – это смена погодных условий, природных зон и ландшафта по мере возрастания высоты над уровнем моря.
Высотная поясность
Наглядные примеры
Чтобы понять на практике, как меняется зона высотной поясности, достаточно сходить в горы. Поднимаясь выше, вы будете чувствовать, как понижается давление, падает температура. Перед глазами будет меняться и ландшафт. Если вы стартовали из зоны вечнозеленых лесов, то с высотой они перерастут в кустарники, позднее – в травяные и моховые заросли, а на вершине скалы вовсе исчезнут, оставив голую почву.
На основании этих наблюдений был сформирован закон, описывающий высотную поясность и ее особенности. При поднятии на большую высоту климат становится более холодным и суровым , животный и растительный миры скудеют, атмосферное давление становится предельно низким.
Важно! Отдельного внимания заслуживают почвы, находящиеся в области высотной поясности. Их метаморфозы зависят от природной зоны, в которой располагается горный хребет. Если речь идет о пустыне, то по мере возрастания высоты она будет трансформироваться в горно-каштановую почву, позднее – в чернозем. После на пути окажется горный лес, а за ним – луг.
Горные хребты России
Отдельное внимание стоит уделить хребтам, которые расположены в родной стране. Климат в наших горах напрямую зависит от их географического положения, поэтому несложно догадаться, что он весьма суров. Начнем, пожалуй, с области высотной поясности России в районе Уральского хребта.
У подножия гор тут располагаются малотребовательные к теплу березовые и хвойные леса, и по мере возрастания высоты они превращаются в моховые заросли. Высоким, но очень теплым считается Кавказский хребет.
Чем выше поднимаемся вверх, тем большим становится количество осадков. Температура при этом падает незначительно, а вот ландшафт меняется капитально.
Еще одна зона с высокой поясностью в России – дальневосточные регионы. Там у подножия гор расстилаются кедровые заросли, а верхушки скал покрыты вечными снегами.
Природные зоны широтная зональность и высотная поясность
Природные зоны Земли. География 7 класс
Вывод
Теперь мы можем выяснить, в чем заключаются сходства и отличия в этих двух терминах. У широтной зональности и высотной поясности есть нечто общее – это смена климата, которая влечет за собой смену всей биомассы.
В обоих случаях погодные условия меняются от более теплых к более холодным, трансформируется давление, скудеет фауна и флора. Чем отличаются друг от друга широтная зональность и высотная поясность? Первый термин имеет планетарный масштаб. За счет него формируются климатические пояса Земли. А вот высотная поясность – это изменение климата лишь в рамках определенного рельефа – гор. За счет того, что высота над уровнем моря возрастает, меняются погодные условия, которые также влекут за собой трансформацию всей биомассы. И это явление уже локальное.
Ландшафтная зональность – закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и геосистем от экватора к полюсам.
Причина: неравномерное распределение коротковолновой солнечной радиации в следствии шарообразности Земли и наклона её орбиты. Сильнее всего зональность проявляется в изменении лимата, растительности, животного мира, почв. Менее контрастны эти изменения в грунтовых водах и литогенной основе.
Выражается в первую очередь в среднегодовом количестве тепла и влаги на разных широтах. Во-первых, это разное распределение радиационного баланса земной поверхности. Максимум – на 20 и 30 широтах, так как там облачность наименьшая в отличии от экватора. Отсюда следует неравномерное широтное распределение воздушных масс, циркуляции атмосферы и влагооборота.
Зональные типы ландшафтов – это ландшафты, сформированные в автономных условиях (плакорных, элювиальных), то есть под влиянием атмосферного увлажнения и зональных температурных условий.
Зоны стока:
экваториальная зона обильного стока.
Тропические зоны
Субтропические
Умеренные
Субполярные
Полярные
20. Географическая секторность и ее влияние на региональные ландшафтные структуры.
Закон секторности (иначезакон азональности , илипровинциальности , илимеридиональности ) - закономерность дифференциации растительного покрова Земли под действием следующих причин: распределением суши и моря, рельефом зелёной поверхности и составом горных пород.
Закон секторности является дополнением закона географической зональности, который рассматривает закономерности распределения растительности (ландшафтов) под воздействием распределения солнечной энергии по поверхности Земли в зависимости от поступающей солнечной радиации в зависимости от широты. Закон азональности рассматривает влияние перераспределения поступившей энергии солнца в виде изменения климатических факторов при продвижении в глубь материков (так называемое нарастание континентальности климата) или океанов, - характер и распределение осадков, число солнечных дней, среднемесячные температуры и прочее.
Секторность океанов. Выражается в распределении:
Речного стока (распреснение океанических вод).
Поступления взвешенных веществ, биогенов .
Солености вод, обусловленных испарением с поверхности океанов.
и других показателей. В целом, наблюдается существенное обеднение океанических вод в глубине океанов, так называемые океанические пустыни .
На материках закон секторности выражается в:
Циркумокеанической зональности , которая может быть нескольких видов:
а) симметричной - океаническое воздействие проявляется с одинаковой силой и протяженностью со всех сторон материка (Австралия);
б) асимметричной - где превалирует воздействие Атлантического океана (как следствие западного переноса), как на севере Евразии;
в) смешанной.
Нарастании континентальности по мере продвижения в глубь материка.
21. Высотная поясность как фактор ландшафтной дифференциации.
Высотная поясность – часть вертикальной зональности природных процессов и явлений, относящаяся только к горам. Смена природных зон в горах от подножия к вершине.
Причина – изменение теплового баланса с высотой. Величина солнечной радиации с высотой увеличивается, но излучение земной поверхности растёт ещё быстрее, вв результате радиационный баланс падает, температура тоже падает. Градиент здесь выше, чем в широтной зональности.
С падением температуры влажность падает тоже. Наблюдается барьерный эффект: дождевые облака подходят к наветренным склонам, поднимаются, конденсируются и выпадают осадки. В результате уже сухой и невлажный воздух переваливается через гору (к подветренному склону).
Каждой равнинной зоне присущ свой тип высотной поясности. Но это только внешне и не всегда, есть безаналоговые – альпийские луга, холодные пустыни Тибета и Памира. С приближением к экватору возможное число этих типов увеличивается.
Примеры: Урал – тундра и пояс Гольцов. Гималаи – субтропический лес, хвойный лес, бореальный хвойный лес, тундра. + Возможен вечный снег.
Отличия от зон: разреженность воздуха, циркуляция атмосферы, сезонные колебания температур и давлений, геоморфологические процессы.
Под широтной зональностью (ландшафтной, географической) понимают закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов (геосистем) от экватора к полюсам.
Причина зональности – неравномерное распределение солнечной радиации по широте.
Неравномерное распределение солнечной радиации обусловливается шарообразной формой Земли и изменением угла падения солнечных лучей на земную поверхность. Наряду с этим широтное распределение солнечной энергии зависит и от ряда других факторов – расстояния от Солнца до Земли и массы Земли. По мере удаления Земли от Солнца уменьшается количество солнечной радиации, приходящее на Землю, а по мере приближения – увеличивается. Масса Земли влияет на зональность косвенно. Она удерживает атмосферу, а атмосфера способствует трансформации и перераспределению солнечной энергии. Наклон земной оси под углом 66,5° определяет неравномерное сезонное поступление солнечной радиации, что усложняет зональное распределение тепла, влаги и усиливает зональную контрастность. Отклонение движущихся масс, в том числе и воздушных, вправо – в северном и влево – в южном полушарии вносят дополнительное усложнение в зональность.
Неоднородность поверхности земного шара – наличие материков и океанов, разнообразие форм рельефа ещё в большей степени усложняют распределение солнечной энергии, а следовательно, зональности. Физические, химические, биологические процессы протекают под воздействием солнечной энергии, и отсюда следует, что они имеют зональный характер.
Механизм географической зональности очень сложен, поэтому она проявляется в различных компонентах, процессах, отдельных частях эпигеосферы далеко не однозначно.
Результаты зонального распределения лучистой энергии – зональность радиационного баланса земной поверхности.
Максимум суммарной радиации приходится не на экватор, а на пространство между 20-й и 30-й параллелями, так как атмосфера здесь более прозрачна для солнечных лучей.
Лучистая энергия в виде тепла затрачивается на испарение и теплоотдачу. Расход тепла на них довольно сложно меняется по широте. Архиважным следствием неравномерной широтной трансформации тепла являются зональность воздушных масс, циркуляция атмосферы и влагооборота. Под воздействием неравномерного нагрева, испарения влаги с подстилающей поверхности формируются зональные типы воздушных масс с различными температурами, влагосодержанием, плотностью. Зональные типы воздушных масс включают экваториальные (тёплые, влажные), тропические (тёплые, сухие), бореальные умеренных широт (прохладные и влажные), арктические и в южном полушарии антарктические (холодные и относительно сухие) воздушные массы. Неодинаковый нагрев, а следовательно, различная плотность воздушных масс (разное атмосферное давление) вызывают нарушение термодинамического равновесия в тропосфере и перемещение воздушных масс. Если бы земля не вращалась, то воздух поднимался бы в пределах приэкваториальных широт и растекался к полюсам, а от них возвращался к экватору в приземной части тропосферы. Циркуляция имела бы меридиональный характер. Однако вращение Земли вносит серьёзное отклонение от этой закономерности, и в тропосфере образуется несколько циркуляционных схем. Они соответствуют 4-м зональным типам воздушных масс. В связи с этим в каждом полушарии их получается по 4: экваториальная, общая для северного и южного полушарий (низкое давление, штили, восходящие потоки воздуха), тропическая (высокое давление, восточные ветры), умеренная (пониженное давление, западные ветры) и полярные (пониженное давление, восточные ветры). Здесь же выделяются 3 переходные зоны – субарктическая, субтропическая, субэкваториальная, в которых типы циркуляции и воздушных масс сменяются по сезонам.
Циркуляция атмосферы – движитель, механизм трансформации тепла и влаги. Она сглаживает температурные различия на земной поверхности. Распределение тепла определяет выделение следующих тепловых поясов: жаркого (среднегодовая температура выше 20°С); двух умеренных (между годовой изотермой 20°С и изотермой самого тёплого месяца 10°С); двух холодных (температура самого тёплого месяца ниже 10°С). Внутри холодных поясов, иногда, выделяют «области вечного мороза» (температура самого тёплого месяца ниже 0°С).
Зональность циркуляции атмосферы тесно связана с зональностью влагооборота и увлажнения. Количество осадков и величина испаряемости определяют условия увлажнения и влагообеспеченности ландшафтов в целом. Коэффициент увлажнения (определяется отношением Q / Исп., где Q – годовое количество осадков, а Исп.
– годовая величина испаряемости) является показателем климатического увлажнения. Границы ландшафтных зон совпадают с определёнными значениями коэффициента увлажнения: в тайге – 1,33; лесостепи – 1–0,6; степи – 0,6–0,3; полупустыне – 0,3–0,12.
Когда коэффициент увлажнения приближен к 1, условия увлажнения оптимальны, а когда коэффициент увлажнения меньше 1 – увлажнение недостаточно.
Показателем тепло- и влагообеспеченности является индекс сухости М.И. Будыко R / Lr, где R – радиационный баланс, Lr – количество тепла, необходимое для испарения годового количества осадков.
Зональность выражается не только в среднем годовом количестве тепла и влаги, но и их режиме – внутригодовых изменениях. Экваториальная зона характеризуется ровным температурным режимом, для умеренных широт характерно четыре сезона. Климатическая зональность проявляется во всех географических явлениях – в процессах стока, гидрологическом режиме.
Географическая зональность очень хорошо прослеживается в органическом мире. В силу этого обстоятельства ландшафтные зоны получили свои названия по характерным типам растительности: арктическая, тундровая, таёжная, лесостепная, степная, сухостепная, полупустынная, пустынная.
Не менее чётко выражена зональность почвенного покрова, которая предвосхитила разработку В.В. Докучаевым учения о зонах природы. В европейской части России с севера на юг наблюдается последовательное шествие почвенных зон: арктических почв, тундрово-глеевых, подзолистых почв таёжной зоны, серых лесных и чернозёмов лесостепи, чернозёмов степной зоны, каштановых почв сухой степи, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв.
Зональность проявляется как в рельефе земной поверхности, так и в геологическом фундаменте ландшафта. Рельеф формируется под воздействием эндогенных факторов, имеющих азональную природу, и экзогенных, развивающихся при прямом или косвенном участии солнечной энергии, которая имеет зональный характер. Так, для арктической зоны характерны: нагорные ледниковые равнины, ледниковые потоки; для тундры – термокарстовые впадины, бугры пучения, торфяные бугры; для степи – овраги, балки, просадочные западины, а для пустыни – эоловые формы рельефа.
В строении земной коры проявляются зональные и азональные черты. Если изверженные породы имеют азональное происхождение, то осадочные формируются при непосредственном участии климата, почвообразования, стока, имеют явно выраженные черты зональности.
В мировом океане зональность наиболее хорошо прослеживается в поверхностной толще, проявляется она и в нижележащей его части, но менее контрастно. На дне океанов и морей она косвенно проявляется в характере донных отложений (илов), имеющих большей частью органическое происхождение.
Из вышеизложенного следует, что зональность – универсальная географическая закономерность, которая проявляется во всех ландшафтообразующих процессах и в размещении геосистем на земной поверхности.
Зональность является производным не только современного климата. Зональность имеет свой возраст и свою историю развития. Современная зональность складывалась в основном в кайназое. Кайназой (эра новой жизни) – пятая эра в истории земли. Она следует за мезозоем и подразделяется на два периода – третичный и четвертичный. Существенные изменения в ландшафтных зонах связаны с материковыми оледенениями. Максимальное оледенение простиралось более чем на 40 млн км2, при этом динамика оледенения определяла смещение границ отдельных зон. Ритмические смещения границ отдельных зон прослеживаются и в последнее время. На отдельных этапах эволюции таёжной зоны она простиралась до берегов Северного Ледовитого океана, зона тундры в современных границах существует лишь в последние тысячелетия.
Основной причиной смещения зон являются макроклиматические изменения. Они тесно связаны с астрономическими факторами (колебаниями солнечной активности, изменениями оси вращения Земли, изменениями приливообразующих сил).
Компоненты геосистем перестраиваются с разной скоростью. Так, Л.С. Берг отмечал, что растительность и почвы не успевают перестраиваться, поэтому на территории «новой зоны» могут долго сохраняться реликтовые почвы и растительность. Примером можно считать: подзолистые почвы на побережье Северного Ледовитого океана, серые лесные почвы со вторым гумусовым горизонтом на месте бывших сухих степей. Рельеф и геологическое строение отличается большим консерватизмом.
Под широтной (географической, ландшафтной) зональностью подразумевается закономерное изменение различных процессов, явлений, отдельных географических компонентов и их сочетаний (систем, комплексов) от экватора к полюсам. Зональность в элементарной форме была известна еще ученым Древней Греции, но первые шаги в научной разработке теории мировой зональности связаны с именем А. Гумбольдта, который в начале XIX в. обосновал представление о климатических и фитогеографических зонах Земли. В самом конце XIX в. В. В.Докучаев возвел широтную (по его терминологии горизонтальную) зональность в ранг мирового закона.
Для существования широтной зональности достаточно двух условий - наличия потока солнечной радиации и шарообразности Земли. Теоретически поступление этого потока к земной поверхности убывает от экватора к полюсам пропорционально косинусу широты (рис. 3). Однако на фактическую величину инсоляции, поступающей на земную поверхность, влияют и некоторые другие факторы, имеющие также астрономическую природу, в том числе расстояние от Земли до Солнца. По мере удаления от Солнца поток его лучей становится слабее, и на достаточно дальнем расстоянии разница между полярными и экваториальными широтами теряет свое значение; так, на поверхности планеты Плутон расчетная температура близка к -230 °С. При слишком большом приближении к Солнцу, напротив, во всех частях планеты оказывается слишком жарко. В обоих крайних случаях невозможно существование воды в жидкой фазе, жизни. Земля, таким образом, наиболее «удачно» расположена по отношению к Солнцу.
Наклон земной оси к плоскости эклиптики (под углом около 66,5°) определяет неравномерное поступление солнечной радиации по сезонам, что существенно усложняет зональное распреде-
ление тепла и обостряет зональные контрасты. Если бы земная ось была перпендикулярна плоскости эклиптики, то каждая параллель получала бы в течение всего года почти одинаковое количество солнечного тепла и на Земле практически не было бы сезонной смены явлений. Суточное вращение Земли, обусловливающее отклонение движущихся тел, в том числе воздушных масс, вправо в Северном полушарии и влево - в Южном, вносит дополнительные усложнения в схему зональности.
Масса Земли также влияет на характер зональности, хотя и косвенно: она позволяет планете (в отличие, например, от «лег-
171 кой» Луны) удерживать атмосферу, которая служит важным фактором трансформации и перераспределения солнечной энергии.
При однородном вещественном составе и отсутствии неровностей количество солнечной радиации изменялось бы на земной поверхности строго по широте и было бы одинаковым на одной и той же параллели, несмотря на осложняющее влияние перечисленных астрономических факторов. Но в сложной и неоднородной среде эпигеосферы поток солнечной радиации перераспределяется и претерпевает разнообразные трансформации, что ведет к нарушению его математически правильной зональности.
Поскольку солнечная энергия служит практически единственным источником физических, химических и биологических процессов, лежащих в основе функционирования географических компонентов, в этих компонентах неизбежно должна проявляться широтная зональность. Однако проявления эти далеко не однозначны, и географический механизм зональности оказывается достаточно сложным.
Уже проходя через толщу атмосферы, солнечные лучи частично отражаются, а также поглощаются облаками. В силу этого максимальная радиация, приходящая к земной поверхности, наблюдается не на экваторе, а в поясах обоих полушарий между 20-й и 30-й параллелями, где атмосфера наиболее прозрачна для солнечных лучей (рис. 3). Над сушей контрасты прозрачности атмосферы более значительны, чем над Океаном, что находит отражение в рисунке соответствующих кривых. Кривые широтного распределения радиационного баланса несколько более сглажены, но хорошо заметно, что поверхность Океана характеризуется более высокими цифрами, чем суша. К важнейшим следствиям ши-ротно-зонального распределения солнечной энергии относятся зональность воздушных масс, циркуляции атмосферы и влагооборота. Под влиянием неравномерного нагрева, а также испарения с подстилающей поверхности формируются четыре основных зональных типа воздушных масс: экваториальные (теплые и влажные), тропические (теплые и сухие), бореальные, или массы умеренных широт (прохладные и влажные), и арктические, а в Южном полушарии антарктические (холодные и относительно сухие).
Различие в плотности воздушных масс вызывает нарушения термодинамического равновесия в тропосфере и механическое перемещение (циркуляцию) воздушных масс. Теоретически (без учета влияния вращения Земли вокруг оси) воздушные потоки от нагретых приэкваториальных широт должны были подниматься вверх и растекаться к полюсам, а оттуда холодный и более тяжелый воздух возвращался бы в приземном слое к экватору. Но отклоняющее действие вращения планеты (сила Кориолиса) вносит в эту схему существенные поправки. В результате в тропосфере образуется несколько циркуляционных зон или поясов. Для экватори-
172 ального пояса характерны низкое атмосферное давление, штили, восходящие потоки воздуха, для тропических - высокое давление, ветры с восточной составляющей (пассаты), для умеренных - пониженное давление, западные ветры, для полярных - пониженное давление, ветры с восточной составляющей. Летом (для соответствующего полушария) вся система циркуляции атмосферы смещается к «своему» полюсу, а зимой - к экватору. Поэтому в каждом полушарии образуются три переходных пояса - субэкваториальный, субтропический и субарктический (субантарктический), в которых типы воздушных масс сменяются по сезонам. Благодаря циркуляции атмосферы зональные температурные различия на земной поверхности несколько сглаживаются, однако в Северном полушарии, где площадь суши значительно больше, чем в Южном, максимум теплообеспеченности сдвинут к северу, примерно до 10 - 20° с. ш. С древнейших времен принято различать на Земле пять тепловых поясов: по два холодных и умеренных и один жаркий. Однако такое деление имеет чисто условный характер, оно крайне схематично и географическое значение его невелико. Континуальный характер изменения температуры воздуха у земной поверхности затрудняет разграничение тепловых поясов. Тем не менее, используя в качестве комплексного индикатора широтно-зональную смену основных типов ландшафтов, можно предложить следующий ряд тепловых поясов, сменяющих друг друга от полюсов к экватору:
1) полярные (арктический и антарктический);
2) субполярные (субарктический и субантарктический);
3) бореальные (холодно-умеренные);
4) суббореальные (тепло-умеренные);
5) пред субтропические;
6) субтропические;
7) тропические;
8) субэкваториальные;
9) экваториальный.
С зональностью циркуляции атмосферы тесно связана зональность влагооборота и увлажнения. В распределении осадков по широте наблюдается своеобразная ритмичность: два максимума (главный - на экваторе и второстепенный в бореальных широтах) и два минимума (в тропических и полярных широтах) (рис. 4). Количество осадков, как известно, еще не определяет условий увлажнения и влагообеспеченности ландшафтов. Для этого необходимо соотнести количество ежегодно выпадающих атмосферных осадков с тем количеством, которое необходимо для оптимального функционирования природного комплекса. Наилучшим интегральным показателем потребности во влаге служит величина испаряемости, т. е. предельного испарения, теоретически возможного при данных климатических (и прежде всего температур-
I I j L.D 2 ШШ 3 Шж 4 - 5ных) условиях. Г. Н. Высоцкий впервые использовал еще в 1905 г. указанное соотношение для характеристики природных зон Европейской России. Впоследствии Н. Н. Иванов независимо от Г. Н. Высоцкого ввел в науку показатель, получивший известность как коэффициент увлажнения Высоцкого - Иванова:
К=г/Е,
где г - годовая сумма осадков; Е - годовая величина испаряемости 1 .
1 Для сравнительной характеристики атмосферного увлажнения используется также индекс сухости RfLr, предложенный М.И.Будыко и А. А. Григорьевым: где R - годовой радиационный баланс; L - скрытая теплота испарения; г - годовая сумма осадков. По своему физическому смыслу этот индекс близок к показателю, обратному К Высоцкого-Иванова. Однако его применение дает менее точные результаты.
На рис. 4 видно, что широтные изменения осадков и испаряемости не совпадают и в значительной степени имеют даже противоположный характер. В результате на широтной кривой К в каждом полушарии (для суши) выделяются две критические точки, где К переходит через 1. Величина К- 1 соответствует оптимуму атмосферного увлажнения; при К> 1 увлажнение становится избыточным, а при К< 1 - недостаточным. Таким образом, на поверхности суши в самом общем виде можно выделить экваториальный пояс избыточного увлажнения, два симметрично расположенных по обе стороны от экватора пояса недостаточного увлажнения в низких и средних широтах и два пояса избыточного увлажнения в высоких широтах (см. рис. 4). Разумеется, это сильно генерализованная, осредненная картина, не отражающая, как мы увидим в дальнейшем, постепенных переходов между поясами и существенных долготных различий внутри них.
Интенсивность многих физико-географических процессов зависит от соотношения теготообеспеченности и увлажнения. Однако нетрудно заметить, что широтно-зональные изменения температурных условий и увлажнения имеют разную направленность. Если запасы солнечного тепла в общем нарастают от полюсов к экватору (хотя максимум несколько смещен в тропические широты), то кривая увлажнения имеет резко выраженный волнообразный характер. Не касаясь пока способов количественной оценки соотношения теплообеспеченности и увлажнения, наметим самые общие закономерности изменения этого соотношения по широте. От полюсов примерно до 50-й параллели увеличение теплообеспеченности происходит в условиях постоянного избытка влаги. Далее с приближением к экватору увеличение запасов тепла сопровождается прогрессирующим усилением сухости, что приводит к частой смене ландшафтных зон, наибольшему разнообразию и контрастности ландшафтов. И лишь в относительно неширокой полосе по обе стороны от экватора наблюдается сочетание больших запасов тепла с обильным увлажнением.
Для оценки влияния климата на зональность других компонентов ландшафта и природного комплекса в целом важно учитывать не только средние годовые величины показателей тепло- и влаго-обеспеченности, но и их режим, т.е. внутригодовые изменения. Так, для умеренных широт характерна сезонная контрастность термических условий при относительно равномерном внутриго-довом распределении осадков; в субэкваториальном поясе при небольших сезонных различиях в температурных условиях резко выражен контраст между сухим и влажным сезонами и т.д.
Климатическая зональность находит отражение во всех других географических явлениях - в процессах стока и гидрологическом режиме, в процессах заболачивания и формирования грунтовых
175 вод, образования коры выветривания и почв, в миграции химических элементов, а также в органическом мире. Зональность отчетливо проявляется и в поверхностной толще Мирового океана. Особенно яркое, в известной степени интегральное выражение географическая зональность находит в растительном покрове и почвах.
Отдельно следует сказать о зональности рельефа и геологического фундамента ландшафта. В литературе можно встретить высказывания, будто эти компоненты не подчиняются закону зональности, т.е. азональны. Прежде всего надо заметить, что делить географические компоненты на зональные и азональные неправомерно, ибо в каждом из них, как мы увидим, проявляются влияния как зональных, так и азональных закономерностей. Рельеф земной поверхности формируется под воздействием так называемых эндогенных и экзогенных факторов. К первым относятся тектонические движения и вулканизм, имеющие азональную природу и создающие морфоструктурные черты рельефа. Экзогенные факторы связаны с прямым или косвенным участием солнечной энергии и атмосферной влаги и создаваемые ими скульптурные формы рельефа распределяются на Земле зонально. Достаточно напомнить о специфических формах ледникового рельефа Арктики и Антарктики, термокарстовых впадинах и буграх пучения Субарктики, оврагах, балках и просадочных западинах степной зоны, эоловых формах и бессточных солончаковых впадинах пустыни и т.д. В лесных ландшафтах мощный растительный покров сдерживает развитие эрозии и обусловливает преобладание «мягкого» слаборасчлененного рельефа. Интенсивность экзогенных геоморфологических процессов, например, эрозии, дефляции, кар-стообразования, существенно зависит от широтно-зональных условий.
В строении земной коры также сочетаются азональные и зональные черты. Если изверженные породы имеют безусловно азональное происхождение, то осадочная толща формируется под непосредственным влиянием климата, жизнедеятельности организмов, почвообразования и не может не носить на себе печати зональности.
На всем протяжении геологической истории осадкообразование (литогенез) неодинаково протекало в разных зонах. В Арктике и Антарктике, например, накапливался несортированный обломочный материал (морена), в тайге - торф, в пустынях - обломочные породы и соли. Для каждой конкретной геологической эпохи можно восстановить картину зон того времени, и каждой зоне будут присущи свои типы осадочных пород. Однако на протяжении геологической истории система ландшафтных зон претерпевала неоднократные изменения. Таким образом, на современную геологическую карту наложились результаты литогенеза
176 всех геологических периодов, когда зоны были совсем не такие, как сейчас. Отсюда внешняя пестрота этой карты и отсутствие видимых географических закономерностей.
Из сказанного следует, что зональность нельзя рассматривать как некий простой отпечаток современного климата в земном пространстве. По существу, ландшафтные зоны - это пространственно-временные образования, они имеют свой возраст, свою историю и изменчивы как во времени, так и в пространстве. Современная ландшафтная структура эпигеосферы складывалась в основном в кайнозое. Наибольшей древностью отличается экваториальная зона, по мере удаления к полюсам зональность испытывает все большую изменчивость, и возраст современных зон уменьшается.
Последняя существенная перестройка мировой системы зональности, захватившая в основном высокие и умеренные широты, связана с материковыми оледенениями четвертичного периода. Колебательные смещения зон продолжаются здесь и в послеледниковое время. В частности, за последние тысячелетия был по крайней мере один период, когда таежная зона местами продвинулась до северной окраины Евразии. Зона тундры в современных границах возникла лишь вслед за последующим отступанием тайги к югу. Причины подобных изменений положения зон связаны с ритмами космического происхождения.
Действие закона зональности наиболее полно сказывается в сравнительно тонком контактном слое эпигеосферы, т.е. в собственно ландшафтной сфере. По мере удаления от поверхности суши и океана к внешним границам эпигеосферы влияние зональности ослабевает, но не исчезает окончательно. Косвенные проявления зональности наблюдаются на больших глубинах в литосфере, практически во всей стратисфере, т. е. толще осадочных пород, о связи которых с зональностью уже говорилось. Зональные различия в свойствах артезианских вод, их температуре, минерализации, химическом составе прослеживаются до глубины 1000 м и более; горизонт пресных подземных вод в зонах избыточного и достаточного увлажнения может достигать мощности 200- 300 и даже 500 м, тогда как в аридных зонах мощность этого горизонта незначительна или он вовсе отсутствует. На океаническом ложе зональность косвенно проявляется в характере донных илов, имеющих преимущественно органическое происхождение. Можно считать, что закон зональности распространяется на всю тропосферу, поскольку ее важнейшие свойства формируются под воздействием субаэральной поверхности континентов и Мирового океана.
В отечественной географии долгое время недооценивалось значение закона зональности для жизни человека и общественного производства. Суждения В.В.Докучаева на эту тему расценива-
177 лись как преувеличение и проявление географического детерминизма. Территориальной дифференциации народонаселения и хозяйства присущи свои закономерности, которые не могут быть полностью сведены к действию природных факторов. Однако отрицать влияние последних на процессы, происходящие в человеческом обществе, было бы грубой методологической ошибкой, чреватой серьезными социально-экономическими последствиями, в чем нас убеждает весь исторический опыт и современная действительность.
Различные аспекты проявления закона широтной зональности в сфере социально-экономических явлений подробнее рассматриваются в гл. 4.
Закон зональности находит свое наиболее полное, комплексное выражение в зональной ландшафтной структуре Земли, т.е. в существовании системы ландшафтных зон. Систему ландшафтньгх зон не следует представлять себе в виде серии геометрически правильных сплошных полос. Еще В. В.Докучаев не мыслил себе зоны как идеальной формы пояса, строго разграниченные по параллелям. Он подчеркивал, что природа - не математика, и зональность - это лишь схема или закон. По мере дальнейшего исследования ландшафтных зон обнаружилось, что некоторые из них разорваны, одни зоны (например, зона широколиственных лесов) развиты только в периферических частях материков, другие (пустыни, степи), напротив, тяготеют к внутриконтинентальным районам; границы зон в большей или меньшей мере отклоняются от параллелей и местами приобретают направление, близкое к меридиональному; в горах широтные зоны как будто исчезают и замещаются высотными поясами. Подобные факты дали повод в 30-е гг. XX в. некоторым географам утверждать, будто широтная зональность - это вовсе не всеобщий закон, а лишь частный случай, характерный для больших равнин, и что ее научное и практическое значение преувеличено.
В действительности же различного рода нарушения зональности не опровергают ее универсального значения, а лишь говорят о том, что она проявляется неодинаково в различных условиях. Всякий природный закон по-разному действует в различных условиях. Это касается и таких простейших физических констант, как точка замерзания воды или величина ускорения силы тяжести: они не нарушаются только в условиях лабораторного эксперимента. В эпигеосфере одновременно действует множество природных законов. Факты, на первый взгляд не укладывающиеся в теоретическую модель зональности с ее строго широтными сплошными зонами, свидетельствуют о том, что зональность - не единственная географическая закономерность и только ею невозможно объяснить всю сложную природу территориальной физико-географической дифференциации.
178 максимумы давления. В умеренных широтах Евразии различия в средних январских температурах воздуха на западной периферии материка и в его внутренней крайне континентальной части превышают 40 °С. Летом в глубине материков теплее, чем на периферии, но различия не столь велики. Обобщенное представление о степени океанического влияния на температурный режим материков дают показатели континентальности климата. Существуют различные способы расчета таких показателей, основанные на учете годовой амплитуды средних месячных температур. Наиболее удачный показатель, учитывающий не только годовую амплитуду температур воздуха, но и суточную, а также недостаток относительной влажности в самый сухой месяц и широту пункта, предложил Н.Н.Иванов в 1959 г. Приняв среднее планетарное значение показателя за 100%, ученый разбил весь ряд величин, полученных им для разных пунктов земного шара, на десять поясов континентальности (в скобках цифры даны в процентах):
1) крайне океанический (менее 48);
2) океанический (48 - 56);
3) умеренно-океанический (57 - 68);
4) морской (69 - 82);
5) слабо-морской (83-100);
6) слабо-континентальный (100-121);
7) умеренно континентальный (122-146);
8) континентальный (147-177);
9) резко континентальный (178 - 214);
10) крайне континентальный (более 214).
На схеме обобщенного континента (рис. 5) пояса континентальности климата располагаются в виде концентрических полос неправильной формы вокруг крайне континентальных ядер в каждом полушарии. Нетрудно заметить, что почти на всех широтах континентальностъ изменяется в широких пределах.
Около 36 % атмосферных осадков, выпадающих на поверхность суши, имеют океаническое происхождение. По мере продвижения в глубь суши морские воздушные массы теряют влагу, оставляя большую часть ее на периферии материков, в особенности на обращенных к Океану склонах горных хребтов. Наибольшая долготная контрастность в количестве осадков наблюдается в тропических и субтропических широтах: обильные муссонные дожди на восточной периферии материков и крайняя аридность в центральных, а отчасти и в западных областях, подверженных воздействию континентального пассата. Этот контраст усугубляется тем, что в том же направлении резко возрастает испаряемость. В результате на притихоокеанской периферии тропиков Евразии коэффициент увлажнения достигает 2,0 - 3,0, тогда как на большей части пространства тропического пояса он не превышает 0,05,
Ландшафтно-географические следствия континентально-океа-нической циркуляции воздушных масс чрезвычайно многообразны. Кроме тепла и влаги из Океана с воздушными потоками поступают различные соли; этот процесс, названный Г.Н.Высоцким импульверизацией, служит важнейшей причиной засоления многих аридных областей. Уже давно было замечено, что по мере удаления от океанических побережий в глубь материков происходит закономерная смена растительных сообществ, животного населения, почвенных типов. В 1921 г. В. Л. Комаров назвал эту закономерность меридиональной зональностью; он считал, что на каждом материке следует выделять по три меридиональные зоны: одну внутриматериковую и две приокеанические. В 1946 г. эту идею конкретизировал ленинградский географ А. И.Яунпутнинь. В своем
181 физико-географическом районировании Земли он разделил все материки на три долготных сектора - западный, восточный и центральный и впервые отметил, что каждый сектор отличается свойственным ему набором широтных зон. Впрочем, предшественником А. И.Яунпутниня следует считать английского географа А.Дж. Гербертсона, который еще в 1905 г. разделил сушу на природные пояса и в каждом из них выделил по три долготных отрезка - западный, восточный и центральный.
При последующем, более глубоком изучении закономерности, которую стало принятым называть долготной секторностью, или просто секторностью, оказалось, что трехчленное секторное деление всей суши слишком схематично и не отражает всей сложности этого явления. Секторная структура материков имеет ясно выраженный асимметричный характер и неодинакова в разных широтных поясах. Так, в тропических широтах, как уже было отмечено, четко намечается двучленная структура, в которой доминирует континентальный сектор, а западный редуцирован. В полярных широтах секторные физико-географические различия проявляются слабо вследствие господства довольно однородных воздушных масс, низких температур и избыточного увлажнения. В бо-реальном поясе Евразии, где суша имеет наибольшее (почти на 200°) протяжение по долготе, напротив, не только хорошо выражены все три сектора, но и возникает необходимость установить дополнительные, переходные ступени между ними.
Первую детальную схему секторного деления суши, реализованную на картах «Физико-географического атласа мира» (1964), разработала Е. Н. Лукашова. В этой схеме шесть физико-географических (ландшафтных) секторов. Использование в качестве критериев секторной дифференциации количественных показателей - коэффициентов увлажнения и континентальное™, а в качестве комплексного индикатора - границ распространения зональных типов ландшафтов позволило детализировать и уточнить схему Е. Н.Лукашовой.
Здесь подойдем к существенному вопросу о соотношениях между зональностью и секторностью. Но предварительно необходимо обратить внимание на определенную двойственность в употреблении терминов зона и сектор. В широком смысле, эти термины используются как собирательные, по существу типологические понятия. Так, говоря «зона пустынь» или «зона степей» (в единственном числе), часто имеют в виду всю совокупность территориально разобщенных площадей с однотипными зональными ландшафтами, которые разбросаны в разных полушариях, на разных материках и в различных секторах последних. Таким образом, в подобных случаях зона не мыслится как единый целостный территориальный блок, или регион, т.е. не может рассматриваться как объект районирования. Но вместе с тем те же тер-
182 мины могут относиться к конкретным, целостным территориально обособленным выделам, отвечающим представлению о регионе, например Зона пустынь Центральной Азии, Зона степей Западной Сибири. В этом случае имеют дело с объектами (таксонами) районирования. Точно так же мы вправе говорить, например, о «западном приокеаническом секторе» в самом широком смысле слова как о глобальном феномене, объединяющем ряд конкретных территориальных участков на различных континентах - в приатлантической части Западной Европы и приатлан-тической части Сахары, вдоль тихоокеанских склонов Скалистых гор и т.д. Каждый подобный участок суши представляет собой самостоятельный регион, но все они являются аналогами и также именуются секторами, однако понимаемыми в более узком смысле слова.
Зону и сектор в широком смысле слова, имеющем явно типологический оттенок, следует трактовать как имя нарицательное и соответственно писать их названия со строчной буквы, тогда как те же термины в узком (т. е. региональном) смысле и входящие в состав собственного географического названия, - с прописной. Возможны варианты, например: Западно-Европейский приатлан-тический сектор вместо Приатлантический сектор Западной Европы; Евроазиатская степная зона вместо Степная зона Евразии (или Зона степей Евразии).
Между зональностью и секторностью существуют сложные соотношения. Секторная дифференциация в значительной степени определяет специфические проявления закона зональности. Долготные секторы (в широком понимании), как правило, вытянуты вкрест простирания широтных зон. При переходе из одного сектора в другой каждая ландшафтная зона претерпевает более или менее существенную трансформацию, а для некоторых зон границы секторов оказываются и вовсе непреодолимыми барьерами, так что их распространение ограничено строго определенными секторами. Например, средиземноморская зона приурочена к западному приокеаническому сектору, а субтропическая влажнолесная - к восточному приокеаническому (табл. 2 и рис. б) 1 . Причины таких кажущихся аномалий следует искать в зонально-секторных зако-
1 На рис. 6 (как и на рис. 5) все континенты собраны воедино в строгом соответствии с распределением суши по широте, с соблюдением линейного масштаба по всем параллелям и осевому меридиану, т. е. в равновеликой проекции Сансона. Тем самым передается действительное соотношение всех контуров по площадям. Аналогичная, широко известная и вошедшая в учебники схема Е. Н.Лукашовой и А. М. Рябчикова построена без соблюдения масштаба и потому искажает пропорции между широтной и долготной протяженностью условного массива суши и площадные соотношения между отдельными контурами. Существо предлагаемой модели точнее выражается термином обобщенный континент вместо часто употребляемого идеальный континент.
|
номерностях распределения солнечной энергии и в особенности атмосферного увлажнения.
Основными критериями для диагностики ландшафтных зон служат объективные показатели теплообеспеченности и увлажнения. Экспериментальным путем установлено, что среди множества возможных показателей для нашей цели наиболее приемле-
|
ряды ландшафтных зон-аналогов по теплообеспеченности". I - полярные; II - субполярные; III - бореальные; IV - суббореальные; V - предсубтропические; VI - субтропические; VII - тропические и субэкваториальные; VIII - экваториальные; ряды ландшафтных зон-аналогов по увлажнению: А - экстрааридные; Б - аридные; В - семиаридные; Г - семигумидные; Д - гумидные; 1 - 28 - ландшафтные зоны (пояснения в табл. 2); Т - сумма температур за период со средними суточными температурами воздуха выше 10 °С; К - коэффициент увлажнения. Шкалы - логарифмические
тить, что каждый такой ряд зон-аналогов укладывается в определенный интервал величин принятого показателя теплообеспеченности. Так, зоны суббореального ряда лежат в интервале суммы температур 2200-4000 "С, субтропического - 5000 - 8000 "С. В рамках принятой шкалы менее четкие термические различия наблюдаются между зонами тропического, субэкваториального и экваториального поясов, но это вполне закономерно, поскольку в данном случае определяющим фактором зональной дифференциации выступает не теплообеспеченность, а увлажнение 1 .
Если ряды зон-аналогов по теплообеспеченности в целом совпадают с широтными поясами, то ряды увлажнения имеют более сложную природу, заключая в себе две составляющих - зональную и секторную, и в их территориальной смене отсутствует однонаправленность. Различия в атмосферном увлажнении обус-
1 В силу указанного обстоятельства, а также вследствие недостатка надежных данных в табл. 2 и на рис. 7 и 8 тропический и субэкваториальный пояса объединены и относящиеся к ним зоны-аналоги не разграничены.
187 ловлены как зональными факторами при переходе от одного широтного пояса к другому, так и секторными, т. е. долготной адвекцией влаги. Поэтому формирование зон-аналогов по увлажнению в одних случаях связано преимущественно с зональностью (в частности, таежной и экваториальной лесной в гумидном ряду), в других - секторностью (например, субтропической влажнолес-ной в том же ряду), а в третьих - совпадающим эффектом обеих закономерностей. К последнему случаю можно отнести зоны субэкваториальных переменновлажных лесов и лесосаванн.