Реферат
на тему: «Рельеф и климатические ресурсы России»
РЕЛЬЕФ, ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ РОССИИ
ОСОБЕННОСТИ РЕЛЬЕФА
Рельеф — это совокупность форм земной поверхности, различных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Рельеф влияет на формирование климата, от него зависят характер и направление течения рек, с ним связаны особенности распространения растительного и животного мира. Рельеф сказывается и на образе жизни человека и его хозяйственной деятельности. Крупные формы рельефа России. Рельеф нашей страны весьма разнообразен: высокие горы соседствуют с обширными равнинами. Самая высокая точка страны (и Европы) — гора Эльбрус на Кавказе достигает высоты 5642 м над уровнем моря, а Прикаспийская низменность расположена на 28 м ниже этого уровня. Территории с равнинным рельефом преобладают, занимая более половины площади страны. Среди равнин России — одна из крупнейших равнин земного шара (Восточно-Европейская) Русская и обширная Западно-Сибирская. Разделяют их невысокие Уральские горы. Юг Европейской части России занимают молодые Кавказские горы, восток — обширные горные страны. От Западно-Сибирской равнины их отделяет Среднесибирское плоскогорье с густой сетью речных долин. К востоку от Лены расположены горные системы Северо-Восточной Сибири: Верхоянский хребет и хребет Черского. На юге Азиатской части России располагаются Алтай, Саяны, Салаирский кряж, Кузнецкий Алатау и хребты Прибайкалья и Забайкалья, а также Становой хребет, Витимское плоскогорье, Становое, Патомское л Алданское нагорья. Вдоль Тихоокеанского побережья с юга на север тянутся средневысотные хребты Сихотэ-Алинь, Буреинский, Джугджур, а на севере их сменяют высокие нагорья: Колымское, Чукотское, Корякское. Высокие горные хребты с вулканическими вершинами располагаются на Камчатке.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1) рельеф России весьма разнообразен: представлены обширные равнины, плоскогорья, высокие и средневысотные горы;
2) преобладают равнинные территории;
3) территория, это особенно касается азиатской части страны, имеет общее понижение к северу, о чем свидетельствует направление течения большинства крупных рек;
4) горные сооружения обрамляют обширные равнины, причем основная часть гор сосредоточена на юге Сибири, северо-востоке и востоке страны.
Строение земной коры. Наиболее крупные черты рельефа страны определяются особенностями геологического строения и тектонических структур. Территория России, как и всей Евразии, сформировалась в результате постепенного сближения и столкновения отдельных крупных литосферных плит. Строение литосферных плит неоднородно. В их пределах есть относительно устойчивые участки — платформы и подвижные складчатые пояса. От строения литосферных плит зависит размещение крупнейших форм рельефа суши — равнин и гор. Области с равнинным рельефом приурочены к платформам — устойчивым участкам земной коры, где складкообразовательные процессы уже давно закончились. Наиболее древние из платформ — Восточно-Европейская и Сибирская. В основании платформ лежит жесткий фундамент, сложенный магматическими и сильно метаморфизированными породами докембрийского возраста (гранитами, гнейсами, кварцитами, кристаллическими сланцами). Фундамент обычно покрыт чехлом горизонтально залегающих осадочных пород, и только на Сибирской платформе (Среднесибирское плоскогорье) значительные площади заняты вулканическими породами — сибирскими траппами. Выходы фундамента, сложенного кристаллическими породами, на поверхность называются щитами. В нашей стране известны Балтийский щит на Русской платформе и Алданский щит на Сибирской платформе. Горные области отличаются более сложным геологическим строением. Горы образуются в наиболее подвижных участках земной коры, где в результате тектонических процессов горные породы сминаются в складки, разбиваются разломами и сбросами. Эти тектонические структуры возникли в различное время — в эпохи палеозойской, мезозойской и кайнозойской складчатости — в краевых частях литосферных плит при их столкновении друг с другом. Иногда складчатые пояса находятся во внутренних частях литосферной плиты (Уральский хребет). Это свидетельствует о том, что когда-то здесь проходила граница двух плит, которые позже превратились в единую, более крупную плиту. Самые молодые горы нашей страны расположены на Дальнем Востоке (Курильские острова и Камчатка). Они входят в состав обширного тихоокеанского вулканического пояса, или «Тихоокеанского огненного кольца», как его называют. Они отличаются значительной сейсмичностью, частыми сильными землетрясениями, наличием действующих вулканов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Разнообразие современного рельефа — результат длительного геологического развития и воздействия современных рельефообразующих факторов, включая (в том числе) и деятельность человека. Геология занимается изучением строения и истории развития Земли. Геологическая история Земли начинается со времени образования земной коры. Самые древние горные породы свидетельствуют о том, что возраст литосферы более 3,5 млрд. лет. Промежуток времени, отвечающий наиболее крупному этапу развития земной коры и органического мира, принято называть геологической эрой. Вся история Земли поделена на 5 эр: архейскую (древнейшую), протерозойскую (эру ранней жизни), палеозойскую (эру древней жизни), мезозойскую (эру средней жизни), кайнозойскую (эру новой жизни). Эры подразделяются на геологические периоды, названные чаще всего по местностям, где впервые были найдены соответствующие отложения. Геологическое летосчисление, или геохронология, — раздел геологии, занимающийся изучением возраста, продолжительности и последовательности формирования горных пород, слагающих земную кору. Определить время их образования можно по характеру и последовательности залегания горных пород. Если залегание горных пород не нарушено смятием, складками, разрывами, то каждый слой моложе того, на котором он залегает, а самый верхний слой образовался позднее всех лежащих ниже. Кроме того, определять относительный возраст горных пород можно по остаткам вымерших организмов, живших в тот или иной геологический период. Определять абсолютный возраст горных пород достаточно точно научились лишь в XX в. Для этих целей используют процесс распада радиоактивных элементов, содержащихся в породе. Геохронологическая таблица содержит сведения о последовательной смене эр и периодов в развитии Земли и их продолжительности. Иногда в таблице указывают важнейшие геологические события, этапы развития жизни, а также наиболее типичные для данного периода полезные ископаемые и т. п. Принцип построения таблицы — от древнейших этапов развития Земли к современному, поэтому изучать геохронологию нужно снизу вверх. С помощью таблицы можно получить сведения о продолжительности и геологических событиях в разные эры и периоды развития Земли. Геологические карты содержат подробную информацию о том, какие горные породы встречаются в тех или иных районах земного шара, какие полезные ископаемые залегают в их недрах и т. д.
РАЗВИТИЕ ФОРМ РЕЛЬЕФА
Как и все другие компоненты природы, рельеф постоянно меняется. Современные рельефообразующие процессы можно разделить на две группы: внутренние (эндогенные), вызванные движениями земной коры (их называют неотектоническими, или новейшими), и внешние (экзогенные). Новейшие тектонические движения земной коры могут проявляться как в горах, так и на равнинных платформенных участках. Новейшие поднятия происходят на Кавказе, амплитуда движений достигает нескольких сантиметров в год. Экзогенные процессы связаны прежде всего с деятельностью текучих вод, в первую очередь рек и ледников, а также с особенностями климатических условий. Таков, например, рельеф, создающийся мерзлотными процессами.
Древнее оледенение на территории России. В четвертичный период из-за изменения климатических условий во многих районах Земли возникло несколько покровных оледенений. Самым крупным из них было Днепровское. Центрами оледенения в Евразии служили горы Скандинавии, Полярный Урал, плато Путорана на севере Среднесибирского плоскогорья и горы Вырранга на полуострове Таймыр. Отсюда ледник распространялся на прилежащие территории.
При движении ледника на юг поверхность Земли сильно изменялась. Вместе со льдом перемещались камни (валуны) и рыхлые отложения (песок, глины, щебень). Ледник сглаживал скалы, оставляя на них глубокие царапины. В южных районах с более теплым климатом ледник таял, откладывая принесенный с собой материал. Рыхлые глинисто-валунные ледниковые отложения называют мореной. Моренный холмисто-грядовый рельеф преобладает на Валдайской и Смоленско-Московской возвышенностях Русской равнины. В процессе таяния ледника образовались огромные массы воды, которые переносили и отлагали песчаный материал. Поверхность постепенно выравнивалась. Так по окраинам ледника создавались водно-ледниковые равнины. В северных районах талые ледниковые воды заполняли понижения, углубленные ледником в твердых кристаллических породах. Возникали многочисленные озера, особенно на северо-западе Русской равнины.
Деятельность текучих вод. Поверхность суши постоянно подвергается воздействию текучих вод — рек, подземных вод, временных водотоков, связанных с атмосферными осадками. Деятельность текучих вод особенно усиливается в районах со значительными уклонами и большим количеством осадков. Поэтому во многих горных районах преобладает водно-эрозионный рельеф. Текучие воды не только расчленяют поверхность, создавая ущелья, овраги, ложбины, но и отлагают продукты разрушения в долинах рек, в предгорных районах и на отлогих склонах гор.
Деятельность ветра. Там, где выпадает небольшое количество осадков, ведущую роль в изменении рельефа играет ветер. Рельеф районов Прикаспийской низменности — яркое тому свидетельство.
Деятельность человека. Еще академик В. И. Вернадский отмечал, что добыча полезных ископаемых превратила человека в серьезный рельефообразующий фактор. Так, при открытом способе добычи полезных ископаемых образуются карьеры, котлованы. Люди строят каналы, плотины, железнодорожные тоннели, перемещая при этом огромные массы грунта. Все это приводит к ускорению рельефообразующих процессов, часто сопровождаемых оползнями и обвалами, затоплением больших площадей плодородных земель и т. д.
Стихийные природные явления, происходящие в литосфере и приносящие большие бедствия людям, — это землетрясения и извержения вулканов, а также обвалы, оползни, лавины, сели и грязекаменные потоки.
МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ
Недра нашей страны богаты различными полезными ископаемыми. Полезные ископаемые — это минеральные образования земной коры, которые могут эффективно использоваться в сфере материального производства. Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — провинции, бассейны.
В мощных рыхлых отложениях осадочного чехла древних платформ заключены почти все месторождения горючих ископаемых. Они сформировались из отложений органических веществ, накапливавшихся долгое время на дне мелководных морских заливов, в озерах или болотах. Среди них наибольшее значение имеют нефть и природный газ севера Западной Сибири, Волго-Уральского бассейна. Менее богаты месторождения равнин Северного Кавказа и острова Сахалин.
В палеозойских и мезозойских отложениях платформенных областей заключены месторождения каменного и бурого угля. Месторождения каменного угля в европейской части России находятся в районе Воркуты, в восточной части Донецкого бассейна. Бурые угли добывают в Подмосковном бассейне. В Сибири давно освоенными являются месторождения каменного угля Кузнецкого бассейна (Кузбасс). Добываются они открытым и подземным способами. Но особенно велики запасы угля Тунгусского, Ленского, Канско-Ачинского и других бассейнов, расположенных в слабозаселенных районах России. В стране есть весьма значительные запасы торфа и горючих сланцев.
Месторождения рудных полезных ископаемых часто связаны с теми районами платформ, где близко к поверхности подходит фундамент или более молодые включения кристаллических пород. Среди них месторождения железных руд Курской магнитной аномалии, Кольского полуострова, Алданского щита, Ангаро-Питского и Ангаро-Илимского районов, а также никелевых руд Кольского полуострова и полиметаллических руд окрестностей Норильска.
Но особенно богаты рудами цветных и редких металлов горные области: меди (Урал, Забайкалье), свинца и цинка {Алтай, Приморский край, Северный Кавказ), олова (Восточная Сибирь и Дальний Восток), сырье для получения алюминия — бокситы и нефелины (Северный Урал, Красноярский край). Месторождения золота располагаются в Восточной Сибири, Якутии, на севере Дальнего Востока. Наиболее крупное месторождение платины находится на Урале.
Из неметаллических полезных ископаемых важное значение имеют месторождения алмазов в вулканических породах западной Якутии, апатитов на Кольском полуострове, калийных солей в Поволжье, Кировской области, на западном склоне Урала. Недра России располагают залежами графита (Урал, Восточная Сибирь, Дальний Восток), каменной соли (Урал), поваренной соли (Поволжье), слюды (Восточная Сибирь), а также разнообразным сырьем для производства минеральных строительных материалов — граниты, доломиты, известняки, гравий, высококачественные глины и т. д.
--PAGE_BREAK--Все эти полезные ископаемые и составляют минерально-сырьевую базу нашей страны. Для минерально-сырьевых ресурсов страны характерны следующие черты:
1) размеры запасов;
2) крайняя неравномерность размещения;
3) различия в условиях эксплуатации;
4) возможность частичной компенсации истощенных месторождений полезных ископаемых путем разведки и освоения новых месторождений.
Однако необходимо помнить, что полезные ископаемые, накопленные за всю историю развития Земли, при их исчерпании невозобновимы. Извлечение из недр земли огромных масс веществ не проходит бесследно. В результате деятельности человека складываются антропогенные формы рельефа — карьеры, терриконы, обширные пустоты в земной коре и т. д. Добыча таких строительных материалов, как песок, гравий, известняк, тоже приводит к образованию карьеров, уродующих ландшафт, нарушающих естественный ход природных процессов. Восстановление земель, нарушенных горными работами, проводится по следующим направлениям: использование почв, срезаемых при вскрышных работах, выравнивание поверхности путем засыпки оврагов, рекультивация отвалов; создание лесных санитарно-защитных зон.
КЛИМАТ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ РОССИИ
Влияние географического положения на климат. Большая протяженность России с севера на юг определяет положение страны в разных климатических поясах, обусловливает разное количество солнечного тепла, получаемое той или иной территорией. Излучение солнцем тепла и света называется солнечной радиацией. Радиация измеряется количеством тепла и выражается в калориях за единицу времени на единицу земной поверхности (кал/см2). Количество солнечной радиации, которую получает земная поверхность, зависит от географической широты места (именно она определяет угол падения солнечных лучей), от состояния атмосферы, а также от характера подстилающей поверхности.
Наибольшее количество солнечной радиации поступает на поверхность в южных районах нашей страны, поэтому именно там наблюдаются самые высокие температуры воздуха. Но не все солнечные лучи достигают земной поверхности. Часть радиации поглощается атмосферой, часть рассеивается и отражается облаками и пылью, содержащейся в воздухе. Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, называется суммарной радиацией.
Циркуляция воздушных масс. Перемещение воздушных масс над поверхностью Земли приводит к переносу тепла и влаги из одних районов в другие. Над территорией России перемещаются арктические, умеренные и тропические воздушные массы. В основном это континентальный воздух. Поскольку в умеренных широтах, где расположена большая часть нашей страны, господствует западный перенос воздушных масс, Атлантический океан оказывает на климат значительно большее влияние по сравнению с Тихим.
Роль западного переноса особенно велика в теплый период года, когда на большей части страны преобладают западные и северо-западные ветры.
Зимой основную роль играет обширная область высокого давления, называемая Сибирским антициклоном или Азиатским максимумом, центр которого располагается в районах Забайкалья, Республики Тува и Северной Монголии. От него области с повышенным давлением растекаются в двух направлениях: на северо-восток вплоть до Чукотского побережья и на запад через Северный Казахстан и юг Русской равнины (примерно до 50° с. ш.).
Перемещение различных по температуре и влажности воздушных масс определяет характер погоды. Например, континентальный воздух умеренных широт круглый год преобладает в западных районах Восточной Сибири. Поэтому зимой здесь ясная морозная погода, а летом достаточно тепло.
Важно представлять, что при перемещении над той или иной территорией воздушные массы способны постепенно изменять свои свойства под влиянием подстилающей поверхности. Этот процесс называется трансформацией. Например, арктические воздушные массы, проходя летом через всю Русскую равнину, так прогреваются, что способствуют образованию суховеев в Предкавказье.
В полосе, разделяющей различные по своим свойствам воздушные массы, образуются своеобразные переходные зоны — атмосферные фронты. Ширина атмосферного фронта обычно достигает нескольких десятков километров. В полосе фронта при соприкосновении двух различных по свойствам воздушных масс достаточно быстро изменяются давление, температура, влажность. Поэтому прохождение фронта через какую-либо местность сопровождается ветрами, облачностью, выпадением осадков, т. е. сменой погоды. При перемещении теплых воздушных масс в сторону холодных образуется теплый фронт, а при перемещении холодных воздушных масс в сторону теплых — холодный.
Циклоны и антициклоны — это крупные атмосферные вихри. В центрах циклонов давление низкое, а антициклонов — высокое. На синоптических и климатических картах циклоны и антициклоны можно обнаружить по замкнутым концентрическим изобарам (линиям равного давления).
Циклоны достигают весьма внушительных размеров — 2—3 тыс. км в поперечнике и перемещаются со скоростью около 30 км/ч. Воздух движется от периферии к центру, отклоняясь против часовой стрелки. В центре воздух поднимается и растекается к окраинам. При этом происходит конденсация влаги и выпадают осадки. По территории России циклоны обычно перемещаются с запада на восток, поскольку в умеренных широтах господствует западный перенос.
В антициклоне происходит движение воздуха от центра к периферии с отклонением по часовой стрелке. В центр антициклона постоянно поступает воздух из верхних слоев тропосферы. При опускании этот воздух прогревается и удаляется от насыщения. Поэтому при антициклоне стоит ясная, безоблачная погода, большие суточные колебания температуры.
Основные районы действия циклонов связаны с прохождением атмосферных фронтов. Поэтому зимой интенсивная циклоническая деятельность развивается над Баренцевым, Карским, Охотским морями и над северо-западной частью Русской равнины. В летний период циклоны наиболее интенсивно развиваются на Дальнем Востоке и на западе Русской равнины. Антициклоны активны в Восточной Сибири — зимой, а на юге Русской равнины — и летом.
Влияние подстилающей поверхности. Большое влияние на климат оказывает рельеф. Отсутствие гор на севере и западе России способствует свободному проникновению арктических и атлантических воздушных масс в глубь страны. Горные хребты на востоке страны ограничивают влияние Тихого океана на климат внутренних районов.
Воздушные массы разделяются на морские и континентальные в зависимости от того, где они образуются.
ТИПЫ КЛИМАТОВ РОССИИ
Закономерности распределения тепла и влаги. Огромная протяженность территории нашей страны и расположение в нескольких климатических поясах приводят к тому, что в разных районах страны сильно отличаются температуры января и июля, годовое количество осадков. Так, средние температуры января составляют 0… -5 °С на крайнем западе европейской части (Калининград) и в Предкавказье и -40… -50 °С в Якутии. Температуры июля отмечаются от -1 °С на северном побережье Сибири до +24… +25 °С на Прикаспийской низменности. Средние месячные температуры июля положительны на всей территории России. Летние температуры играют огромную роль в развитии растений, в почвообразовании, в сельскохозяйственных работах.
Распределение осадков связано с циркуляцией воздушных масс, особенностями рельефа, а также температурой воздуха. Основным источником влаги для нашей страны является влажный воздух Атлантики. Наибольшее количество осадков на равнинах выпадает между 55° и 65° с. ш.
Количество выпадающих осадков распределяется крайне неравномерно. Решающими факторами при этом являются близость или удаленность от моря, абсолютная высота места, расположение горных хребтов (задерживающих влажные воздушные массы или не препятствующих их продвижению). Наибольшее количество осадков выпадает в горах Кавказа и Алтая (более 2000 мм в год), на юге Дальнего Востока (до 1000 мм), а также в лесной зоне Восточно-Европейской равнины (до 700 мм). Минимальное количество осадков приходится на полупустынные районы Прикаспийской низменности (около 150 мм в год). Однако годовое количество осадков еще не дает полного представления о том, как территория обеспечена влагой, поскольку часть атмосферных осадков испаряется, часть просачивается в почву.
Для характеристики обеспеченности территории влагой используется коэффициент увлажнения (К), показывающий отношение годовой суммы осадков (О) к испаряемости (И) за этот же период — К = О/И.
Испаряемость — это величина, характеризующая максимально возможное испарение при данных атмосферных условиях, измеряется в миллиметрах слоя воды, испарившейся с поверхности водоема. Фактическое же испарение не может превышать годовую сумму осадков, выпадающих в данном месте. Например, в пустынях Прикаспия испарение составляет 300 мм в год, хотя испаряемость здесь, в условиях жаркого лета, в 3—4 раза выше.
Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. При К = 1 увлажнение считается достаточным. Достаточное увлажнение типично для южной границы лесной и северной границы лесостепной зон. В зоне степей, где К < 1 (0,6—0,7), увлажнение считается недостаточным. В Прикаспии, в зоне полупустынь и пустынь, где К = 0,3, увлажнение скудное. Но в некоторых районах страны К > 1, т. е. количество выпадающих осадков превышает испаряемость. Такое увлажнение называется избыточным. Избыточное увлажнение типично для тайги, тундры, лесотундры. В этих районах много рек, озер, болот. Здесь в процессах рельефообразования велика роль водной эрозии. В районах с недостаточным увлажнением реки и озера мелководны, летом часто пересыхают, растительность более скудная, а в рельефообразовании преобладает ветровая эрозия.
Типы климатов России. На территории России формируются разные типы климатов. Для каждого из них характерны такие общие черты, как температурный режим, режим осадков, преобладающие типы погод по сезонам года. В пределах одного и того же типа климата количественные показатели каждого элемента могут существенно изменяться, что позволяет выделить климатические области.
Арктический климат характерен для островов Северного Ледовитого океана и его сибирских побережий, где расположены зоны арктических пустынь и тундр. Поверхность получает очень мало солнечного тепла. В течение всего года господствует холодный арктический воздух. Суровость климата усиливается из-за долгой полярной ночи. В этом климате практически два сезона года: долгая холодная зима и короткое прохладное лето. С прохождением циклонов связаны ослабление морозов и снегопады. Средние температуры января -24… -30 °С. Летние температуры низкие: +2… +5 °С. Количество осадков ограничивается 200—300 мм в год. Выпадают они преимущественно в зимнее время в виде снега.
Субарктический климат характерен для территорий, расположенных за Полярным кругом на Русской и Западно-Сибирской равнинах. В районах Восточной Сибири этот тип климата распространен до 60° с. ш. Зимы долгие и суровые, причем суровость климата нарастает при движении с запада на восток. Лето теплее, чем в арктическом поясе, но короткое и довольно холодное (средние температуры июля от +4 до +12 °С). Годовая сумма осадков 200—400 мм, но из-за малых величин испарения создается постоянное избыточное увлажнение.
Климат умеренного пояса. Умеренный климатический пояс — самый большой по площади климатический пояс России, поэтому для него характерны весьма существенные различия в температурных условиях и увлажнении по мере движения с запада на восток и с севера на юг. Общим для всего пояса являются четко выраженные четыре сезона года — зима, весна, лето, осень.
Умеренно континентальный климат господствует в европейской части России. Теплое лето (температура июля +12… +24 °С), морозная зима (средние температуры января от -4 до -20 °С), годовое количество осадков более 800 мм на западе и до 500 мм в центре Русской равнины. Климат формируется под влиянием западного переноса атлантических воздушных масс, относительно теплых зимой и прохладных летом, постоянно влажных. В области умеренно континентального климата увлажнение изменяется от избыточного (на севере, северо-западе) до недостаточного (на востоке, юго-востоке). Это отражается и на смене природных зон — от таежной до степной.
Континентальный климат характерен для Западной Сибири. Формируется он под влиянием континентальных воздушных масс умеренных широт, перемещающихся чаще всего в широтном направлении. В меридиональном направлении на юг продвигается холодный арктический воздух, а континентальный тропический воздух проникает далеко на север лесной полосы. Поэтому осадков здесь выпадает от 600 мм в год (на севере) до 200 мм и менее (на юге). Лето теплое, на юге даже знойное (средние температуры июля от +15 до +26 °С). Зима суровая — средние температуры января составляют -15… -25 °С. Отчетливо проявляется изменение природных зон при движении с севера на юг от тайги до степей.
Резко континентальный климат умеренного пояса распространен в Восточной Сибири. Этот климат отличается постоянным господством континентального воздуха умеренных широт. Резко континентальный климат характеризуется малой облачностью, скудными атмосферными осадками, основная масса которых выпадает в теплое время года. Малая облачность способствует быстрому прогреванию земной поверхности солнечными лучами днем и летом и, наоборот, быстрому охлаждению ее ночью и зимой. Отсюда большие амплитуды температур воздуха — теплое, жаркое лето и морозная малоснежная зима. При сильных морозах (средняя температура января -25… -45 °С) малоснежность обеспечивает глубокое промерзание почв и грунтов, что в условиях умеренных широт способствует образованию многолетней мерзлоты. Лето солнечное и теплое (средние температуры июля от +16 до +20 °С). Годовое количество осадков менее 500 мм. Коэффициент увлажнения близок к единице.
Муссонный климат умеренного пояса типичен для южных районов Дальнего Востока. Обычно при охлаждении материка зимой и повышении атмосферного давления сухой и холодный воздух устремляется в сторону более теплого воздуха над океаном. Летом материк прогревается больше океана, и более холодный океанический воздух устремляется на континент, принося облачность, обильные атмосферные осадки; иногда даже образуются тайфуны. Средние температуры января -15… -30 °С; июля +10… +20 °С. Осадки выпадают преимущественно летом (600—800 мм в год). Если таяние снега в горах совпадает с обильными дождями, случаются наводнения. Увлажнение всюду избыточное (К > 1).
Агроклиматические ресурсы. Особенно велико влияние климата на сельское хозяйство.
Важнейшие показатели агроклиматических ресурсов: продолжительность периода со среднесуточной температурой выше +10 °С, сумма температур за этот период, коэффициент увлажнения, мощность и продолжительность снежного покрова. Поскольку климат нашей страны разнообразен, то и выращивать на ее территории можно теплолюбивые и влаголюбивые рис и чай, бахчевые культуры; неприхотливый к теплу и влаге овес, требующий прохладного и влажного лета лен и т. д. Обилие тепла, солнечного света, влаги в сочетании с плодородными почвами — большое богатство страны.
Неблагоприятные климатические явления. К ним относятся засухи, суховеи, заморозки, обильные ливни, сильные морозы, ураганы и пыльные бури. Причиной их являются отсутствие или обилие атмосферных осадков, резкие перепады давления, быстрые смены температур или собственно суровые климатические условия.
www.ronl.ru
А.А. Алексеев
пособие для инструкторов и преподавателей туризма
История Земли. Образование гор.
Минералы и горные породы – строительные материалы природы.
Разрушение горных пород. Формирование и сглаживание рельефа.
Процессы, ведущие к сглаживанию рельефа.
Горные реки.
Ледники и ледниковый рельеф.
Формы горного рельфа.
Элементы горного рельефа.
Приложения.
Высотно-климатическая зависимость.
Определение крутизны склона.
Определение категорийности перевалов.
1. История Земли. Образование гор.
История планеты Земля, формирования и изменения ее рельефа изучается несколькими самостоятельными науками: геоморфологией, геотектоникой, геологией и рядом других. В рамках конспекта одной единственной лекции, рассчитанной на 2-3 часа, вести подробное их изложение бессмысленно, поэтому мы выбрали наиболее наглядные и простые для понимания неспециалистов примеры и аналогии, отнюдь не претендуя при этом на научную строгость повествования.
Начнем с очень давнего периода, когда не было еще ни равнин, ни гор и, если следовать священному писанию, лишь дух Божий летал над водой. Впрочем, наука утверждает, что тогда и воды в жидком состоянии на Земле еще не было.
Примерно пять с половиной миллиардов лет назад, по одной из гипотез, из пылевидной туманности сформировалась Солнечная система. При сближении частиц энергия их движения переходила в тепловую и начинались ядерные реакции. Надо вспомнить, что в те далекие времена содержание изотопа урана-235, способного участвовать в цепной реакции, было значительно выше и поэтому ядерные реакции моги идти на необогащенном, природном уране. Вещество планет, таким образом, разогревалось и переходило в жидкое или полужидкое состояние. Можно предположить, что пять миллиардов лет назад Земля была жидким светящимся шаром. По другим гипотезам планеты сформировались холодными, а разогрев их шел изнутри. По этой гипотезе верхние слои вещества оставались твердыми.
Рисунок 1Так или иначе, но на поверхности Земли образовалась кора из твердых горных пород. Ближайшая аналогия - образование льда на поверхности замерзающего моря. При этом следует отметить, что температура на поверхности Земли в то время достигала +800°С. Толщина твердой коры была неодинакова. На ней выделялись гигантские острова. Геологи называют их платформами. Эти острова, дрейфуя, как льдины по океану расплавленной мантии Земли, сталкивались, дробились, изменяли размеры и форму, пока, наконец, около трех и семи десятых миллиардов лет назад не появились, так называемые, древние платформы, дошедшие до наших дней.
Прошло еще около ста миллионов лет, и Земля остыла настолько, что на ее поверхности сконденсировалась вода. Кончилась "лунная" эра развития планеты, и началась новая геологическая история, известная нам более или менее подробно, благодаря осадочным породам, образовавшимся под воздействием воды и силы тяжести.
Два с половиной миллиарда лет назад древние платформы закончили свое формирование и, с тех пор, практически не менялись. К ним относятся Восточноевропейская, Сибирская, Восточно-Китайская и другие.
Итак, древние платформы, подобно льдинам, дрейфовали, да и теперь дрейфуют со скоростью от 2-3 до 10 см в год, по поверхности полужидкой мантии Земли в окружении более мелких образований, сходные с ледяной шугой. Кто видел ледоход на реках, возможно обращал внимание, что там, где сталкиваются крупные ледовые поля, лед прогибается, трескается, его осколки лезут друг на друга, а в океане при столкновении ледовых полей возникают зоны торосов. Очень похоже формируются и горы. В зонах столкновения платформ земная кора прогибается, сминается в складки, трескается. По трещина, их геологи называют тектоническими разломами, поднимается расплавленная магма, и начинают действовать вулканы. Обратите внимание, вулканы обычно образуются в стороне от линии столкновения платформ, по которым располагаются главные хребты (рис. 3 и 4). Они приурочены к разломам, отделяющим нетронутую часть платформы от вовлеченной в прогибание. Так, например, расположены Эльбрус, Казбек, Арарат, Арагац, вулканы Дальнего Востока. После прогибания, в зоне столкновения платформ, формируются горные хребты.
Зоны столкновения платформ специалисты называют геосинклинальными складчатыми поясами Земли. В пределах этих поясов и происходит горообразование. Взглянем на карту из школьного учебника географии (рис. 1). Вот, например, хорошо известный туристам и альпинистам Альпийский складчатый пояс. Он проходит от Испании через Альпы, Доломиты, Карпаты, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи, Гиндукуш, Кара-Корум. Или Урало-Монгольский пояс, он простирается от Новой Земли через Урал, Тянь-Шань, Алтай, часть Саян. Складчатые пояса разделяют либо платформы (Альпийский, Урало-Монгольский), либо материковые и океанические плиты (Тихоокеанский пояс).
Толщина земной коры в различных местах различна. Под древними платформами она составляет 15-20 километров, под горными массивами гораздо больше. Горы, как айсберги, поднимаются над поверхностью Земли, но при этом их основания глубже погружаются в мантию. Под Кавказом, при средней высоте гор от 2,5 до 3,5 километров, толщина земной коры достигает 30-40 километров. Под Тянь-Шанем при высотах 5-6 километров мощность земной коры достигает 70-80 километров. А вот под океанами, где нагрузка значительно меньше, уменьшается и толща горных пород. Здесь она колеблется от 4 до 15 километров (рис. 2).
Рисунок 2Активное горообразование идет не постоянно и не на всем протяжении складчатых поясов. Периоды горообразования, их называют эпохами складчатости, проявляются на различных участках поясов в разное время. Горы в эпоху складчатости образуются в два этапа. На первом происходит столкновение платформ (рис. 3). Чудовищная энергия их движения приводит в зоне столкновения к прогибанию земной коры. Почему именно к прогибанию? Потому что породам, вытесняемым из зоны столкновения, проще преодолеть выталкивающую (архимедову) силу жидкой мантии, чем силу тяжести. По краям образующихся прогибов возникают тектонические разломы. По ним выдавливается расплавленная магма, образуя многочисленные вулканы и целые лавовые поля. Такие поля можно увидеть, например, в Армении или в Индии на плоскогорье Декан.
Прогибание идет очень медленно, по несколько сантиметров в год и продолжается тысячи и миллионы лет. Прогибы заполняются морской водой. В мелководных теплых морях активно размножаются живые организмы. Отмирая, они образуют своими скелетами и панцирями километровые толщи осадочных пород: известняков, мергелей и др. Но вот энергия сталкивающихся платформ исчерпана. Встречное движение прекращается , прекращается и прогибание коры. Наступает второй этап горообразования.
Рисунок 3Под действием выталкивающей силы происходит медленное поднятие погруженных в мантию пород, смятие пластов и образование горных хребтов и межгорных впадин. Когда все силы уравновешиваются, горообразование прекращается и эпоха складчатости завершается. Район стабилизируется, превращаясь в молодую платформу (не путать с равниной!) (рис. 4).
Затем, вернее, одновременно, горы начинают разрушаться. Обломки пород переносятся водой к их подножью в межгорные впадины и краевые прогибы. Со временем (миллионы лет!) они могут совершенно исчезнуть под наносами, а последующие геологические процессы способны превратить их в гладкие равнины. Такие разрушенные горы прячутся, например, под степными пространствами Крымского полуострова. Однако, жизнь складчатого пояса на этом не кончается. В его истории может наступить новый этап, способный уничтожить результаты прошедших эпох или дополнить уже существующие горы новыми, как это произошло на Кавказе, где хребты, расположенные севернее Главного Кавказского хребта, относятся к более ранней эпохе.
Рисунок 4Возможны и другие механизмы горообразования. Например, из-за гидратации, разбухания горных пород, Заалайский хребет со скоростью около 2 сантиметров в год наступает на Алайскую долину, межгорную впадину, разделяющую Памир и Памироалай. По мере остывания Земли увеличивается толщина ее коры, а, следовательно, и объем горных пород. Земля как бы медленно разбухает, что, естественно, приводит к геологическим катаклизмам. В некоторых местах континентальные плиты наезжают на океанические, в этих районах образуются глубоководные впадины и островные дуги. Так сформировался регион озера Байкал и Тихоокеанские впадины. Однако, нам для понимания сути дела достаточно рассматривать столкновения платформ. Еще раз подчеркнем, что реальные процессы в земной коре гораздо сложнее, а приведенная схема служит лишь грубой аналогией.
В пределах молодых платформ под воздействием все той же архимедовой силы могут произойти сдвиги отдельных блоков (рис. 5), что тоже приводит к образованию гор. Так, например, возник район пика Победы на Центральном Тянь-Шане.
Рисунок 5Районы, где образование гор идет в наше время, находятся, в основном, в пределах Тихоокеанского пояса (кольца) на побережье вокруг Тихого океана. Не завершилось горообразование и в пределах Средиземноморского или Альпийского складчатого пояса. Продолжают развиваться Кавказ, Памир и Гималаи. Свидетельства тому последние землетрясения на севере Италии, в районе Белграда в сентябре 1996 года.
Основные интересы горных туристов и альпинистов сосредоточены на территории Альпийского и Урало-Моногольского складчатых поясов.
Последняя эпоха складчатости началась в пределах Альпийского пояса около 160 миллионов лет назад. В конце ее, примерно миллион лет назад, возник Главный Кавказский хребет. А вот Передовой хребет сформировался значительно раньше. Его возраст достигает 200 миллионов лет.
Иная история у Урало-Монгольского складчатого пояса, к которому относится хорошо известный туристам Тянь-Шань. В пределах этого пояса горообразование завершено. С точки зрения геологов, он состоит из молодых платформ, образовавшихся в разное время. Возраст Урало-Монгольского пояса около полутора миллиардов лет. За это время пояс пережил три эпохи складчатости, в течение которых горы возникали и разламывались до основания. Развитие пояса прекратилось около 200 миллионов лет назад. В настоящем виде Тянь-Шань сформировался после смещения блоков земной коры по линии Пик Победы - Мраморная стена - Хан-Тенгри. Здесь возникли многокилометровые скальные стены. Произошло это уже в пределах молодой платформы, около 26 миллионов лет назад. Материал, слагающий указанный массив - мрамор, который в виде известняка образовался в залитой морем межгорной впадине, а затем был преобразован и поднят на огромную высоту.
^ 2. Минералы и горные породы – строительные материалы природы.
В первой главе мы выяснили как образуются горы. Теперь кратко остановимся на том, из чего они сложены. Геологи называют природные материалы, составляющие земную кору, минералами и горными породами.
Минералом называется природное тело, представляющее собой химическое соединение или самородный элемент. К минералам относятся всем нам известный кварц и такие его разновидности, как горный хрусталь, кремень, халцедон. Минералами являются слюда, золото, самородная медь и ее соединения: малахит, куприт, медный колчедан. К ним же относятся состоящие из углерода алмаз, графит, руды металлов, вода и многие другие вещества. Геологам известны свыше двух тысяч минералов. Некоторые из них: кварц, полевые шпаты, апатит, различные слюды образуются при кристаллизации расплавленной магмы. В этом случае говорят об их магматическом происхождении.
При внедрении магмы в земную кору впереди нее по трещинам поднимаются раскаленные парогазовые смеси – гидротермы. В их состав входят не только вода и, привычные для нас, азот, кислород, углекислый газ, но и другие вещества, например, окись кремния, окислы серы и различных металлов. При высоких температурах и давлении, характерных для земных недр, они превращаются в пар или становятся растворимыми в воде. По мере подъема газообразная смесь расширяется, остывает и, постепенно конденсируясь, превращается в сильно перегретую жидкость. При понижении температуры, падает растворимость веществ в оде и газовой смеси. При этом на стенках трещин начинают осаждаться природные окислы и соли, иногда образуя великолепные кристаллы. Минералы, получившиеся таким путем, называются гидротермальными. Основной минерал гидротермальных жил – кварц. Белые кварцевые жилы, вкрапленные в скальные породы – признак интересного для геолога и коллекционера участка. Гидротермальным путем образуются кварц и его разновидности: прозрачный горный хрусталь, фиолетовый аметист, голубовато-серый халцедон, полосатый агат, а также руды многих ценных металлов.
В процессе различных тектонических подвижек, внедрения магмы под влиянием высоких температур и давления образуются такие минералы, как гранат, алмаз, дистен, апатит. Это минералы метаморфического комплекса.
Находящиеся в растворах химические вещества, вступая с окружающими минералами в реакции замещения, образуют новые минералы. Это – метасоматический тип образования. Нередко метасоматические минералы принимают форму кристаллов или агрегатов первичных материалов. Так, например, хорошо известные белемниты, "чертовы пальцы", имевшие известковый скелет, теперь состоят из соединения кремния. Это касается и ископаемых раковин, а иногда и целых древесных стволов. К метасоматическим относятся широко распространенный кремень, опал, нефрит, лазурит, а также всем известная накипь, засоряющая трубы. С метасоматозом связано образование подмосковных агатов, аметистов, горного хрусталя.
Горной породой называется природный агрегат одного или нескольких минералов. В подавляющем большинстве случаев, минералы встречаются в составе горных пород. В чистом виде они довольно редки. По типу образования породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические породы образуются при застывании расплавленной магмы. Хотя температуры в глубинах Земли достаточны для плавления минералов, из-за высокого давления породы в мантии и более глубоких слоях содержатся в непривычном для нас пластичном виде. При этом они, как каша в автоклаве (скороварке) пребывают в перегретом состоянии. Туристам хорошо известно, что при срыве крышки автоклава, перегретая каша мгновенно вскипает, "вскипает" и газированная вода при снятии крышки. Похожие явления происходят и в земной коре, если в ней по какой-то причине образуется разлом. Давление в зоне падает, породы переходят в жидкое состояние, а вес вышележащих слоев выжимает расплав вверх по трещинам. Жидкая магма проплавляет и разрывает лежащие вверху горные породы и, двигаясь к поверхности, по мере подъема, остывает. Если ее движение прекращается на большой глубине, когда вся она была еще жидко, то при застывании образуются интрузивные тела или батолиты, в которых породы полностью и равномерно раскристаллизованы. Так образуются равномерно зернистые породы: гранит, диорит, габбро и другие (рис. 6а).
Рисунок 6Если магма во время подъема успевает достаточно остыть, в ней начинается кристаллизация минералов, разумеется, в начале более тугоплавких. Возникшие кристаллы, двигаясь вместе с расплавом, постепенно растут. Затем движение магмы прекращается и начинается равномерная раскристаллизация всех прочих материалов. Но температура окружающих пород здесь ниже, поэтому остывание магмы идет быстрее, и кристаллы легкоплавких материалов получаются мелкими. Так образуются неравномерно зернистые породы, называемые порфирами (рис. 6б). Увидеть такие породы можно на станциях московского метро. Например, станция Проспект мира облицована серым диорит-порфиром со следами течения магмы, станция Рижская – гранит-порфиром, станция Алексеевская – красным гранитом и черным габбро.
Если магма достигла поверхности, то ее остывание происходит очень быстро. Излившуюся на поверхность магму называют лавой, а возникшие при ее застывании породы – эффузивными. Если глубинные, называемые интрузивными, породы застывают десятки, сотни, а иногда и тысячи лет, то эффузивные – максимум за месяц. При этом раскристаллизация произойти не успевает. А если до момента излива в магме уже были кристаллы, то они так малы, что видны лишь под микроскопом. Остальная часть минералов застывает в виде вулканического стекла. Это – афанитовая структура, которую имеет, например, базальт. Если в магме успели образоваться крупные кристаллы тугоплавких пород, они остаются вкраплениями в однородной массе. Это – порфировая стурктура. Ее имеет, например, диабаз, он же базальтовый порфирит – базальт с крупными вкраплениями полевого шпата. Если же предварительной раскристаллизации не было, образуется вулканическое стекло – обсидиан.
Теперь немного о составе горных пород. Как уже говорилось, известно свыше двух тысяч минералов, но, в основном, горные породы состоят из кварца, полевых шпатов, слюд, роговой обманки, пироксена и некоторых других. Эти минералы принято называть породообразующими. В зависимости от содержания в породообразующих минералах окиси кремния или окислов кальция, магния, калия, железа, алюминия, породы различаются по кислотности и цвету. Чем кислее порода, тем она светлее. Различают кислые, средние, основные и ультраосновные породы. Поскольку минералы с большим содержанием двуокиси кремния (кремнезема) имеют светлые тона, то по цвету можно приблизительно понять, с какими породами мы имеем дело.
К кислым породам относится интрузивный гранит и его эффузивный аналог – липарит. Здесь темноцветных минералов менее 10%. К средним порода относят диорит и его аналог – андезит, содержащие около 30% темноцветных материалов. К основным – габбро и базальт – 50% темноцветных минералов. Ультраосновные породы достаточно редки. Они содержать до 90% темноцветных материалов. К ним относятся пироксенит, перидотит и, хорошо известный по синим блесткам на черном фоне в облицовке памятников и станций метро – лабрадорит.
Осадочные породы возникают при разрушении или, иначе, при выветривании магматических и метаморфических пород. К ним относятся и биогенные породы, среди которых мел, ракушечник и известняк, различные руды, фосфориты, уголь и нефть. В результате физического (механического и температурного) выветривания образуется материал осыпей, морен, залежи песка и глины. Химическое выветривание и вымывание природными растворами приводит к образованию и кристаллизации кальцита, гипса, фосфоритов.
Метаморфические породы возникают при воздействии температуры и давления на ранее существовавшие породы. Отличительной чертой большинства метаморфических пород служит их слоистая, сланцеватая структура. При метаморфизации глина слеживается, превращаясь в мягкие филлитовые сланцы, затем начинаются изменения в ее минеральном составе, и образуются хлоритовые (от греческого "хлорос" – зеленый) сланцы. При достаточно высоких температурах и давлении возникают слюдяные и кристаллические сланцы. Им часто сопутствуют гранаты и дистен. Железистые глины превращаются в железистые сланцы или джеспилиты, широко распространенные, например, на Криворожском месторождении железных руд.
При метаморфизации песка возникает песчаник, затем кварцит и, при определенных условиях, гнейсовидный сланец, мало отличающийся на вид от магматических пород. Кстати, если воздействию высоких температур и давления подвергается гранит, из него образуется гнейс – кристаллическая порода, имеющая слоистую структуру.
При метаморфизации моренных отложении образуются конгломераты, а осыпей – брекчии. Примером искусственной брекчии служит строительный бетон с наполнителем из щебня. Тот же бетон, но с наполнителем из гальки, можно назвать искусственным конгломератом.
При метаморфизации известняка образуется мрамор, древесной смолы – янтарь. Особые породы возникают на контакте расплавленной магмы с окружающими (вмещающими) породами. Здесь образуются роговики, грейзены и скарны. Наиболее часто в подобных образованиях встречаются такие минералы, как гранаты, горный хрусталь. К этим образованиям нередко приурочиваются месторождения полезных ископаемых, например, Тырныаузское вольфрамит-шеелитовое месторождение на Кавказе.
Сведения о минералах и горных породах для туристов не обязательны, но тем, кто в горах интересуется не только техническими сложностями и окружающими пейзажами, иногда полезно взглянуть под ноги. И, если увиденное не оставит их равнодушными, мы рекомендуем обратиться к учебникам геологии, минералогии и петрографии, а также к многочисленным определителям минералов и горных пород.
^ 3. Разрушение горных пород. Формирование и сглаживание рельефа.
Сразу же за формирование гора, а иногда и одновременно с ним, начинается разрушение горных пород и изменение рельефа. Этот процесс называется денудацией. Немного о масштабах денудации: ежегодно в моря и океаны смывается 12,5 миллиардов тонн нерастворимых и 5 миллиардов тонн растворимых продуктов разрушения горных пород. Волга за год смывает 255 кубических километров осадков, река Конго – 4000! За год, благодаря денудации, горы становятся ниже на полмиллиметра, равнины понижаются примерно в 10 раз медленнее. В результате, всего за каких-то 2 миллиона лет горы теряют 1 километр высоты. К счастью для нас, туристов, при этом горные массивы становятся легче и постепенно "всплывают" из мантии, частично компенсируя потери. В противно случае ни Кавказа, ни Тянь-Шаня, ни Памира, как объектов горных походов, в наше время не существовало бы.
В недалеком геологическом прошлом в два раза выше были Уральские горы, а равнинные части Крыма скрывают под наносами остатки гор, возникших 25 миллионов лет назад.
^ 3. Разрушение горных пород. Формирование и сглаживание рельефа.
^ 3.1. Процессы, ведущие к сглаживанию рельефа.
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Наиболее распространено среди денудационных явлений выветривание. Различают физическое и химико-биологическое выветривание.
Физическое выветривание обусловлено сменой температур в течение суток. При нагреве объемное расширение у различных минералов, входящих в состав горных пород не одинаково, а у одного и того же минерала различно линейное расширение по разным кристаллографическим осям. Поэтому многократный нагрев и остывание ведет к расшатыванию, ослаблению сцепления между отдельными зернами минералов и их выкрашиванию. Поры и трещины в горных породах заполняет вода. При замерзании она расширяется, оказывая давление в 90 атмосфер на стенки пустот. Трещины увеличиваются, отдельные зерна и целые блоки отрываются от массива. Так возникают вечерние камнепады.
Химическое и биологическое выветривание является результатом воздействия на горные породы паров и газов из воздуха, а также растворов, содержащих углекислоту, кислород, органические кислоты. Такое выветривание характерно для теплого влажного климата и в высокогорье большой роли не играет.
Под действием растворенных веществ некоторые минералы окисляются, а содержащие железо и марганец покрываются коркой окислов. Это – краснокаменное изменение или "загар" камней. Другие минералы гидролизуются, в них, как правило, становятся заметными зеленые соединения хлора. Это – зеленокаменное изменение. В результате химических реакций отдельные элементы, переходя в раствор, удаляются, другие, нерастворимые, остаются, образуя рыхлые шлакообразные корки – коры выветривания. Так при гидролизе некоторых минералов (слюд, полевых шпатов и других, в состав которых входят соединения алюминия и кремниевой кислоты) вымываются растворимые соли калия и натрия, образуется и вымывается каолин – белая глина, из-за которой вода во многих горных реках становится мутной. На месте остается гель кремниевой кислоты – опал. Правда, ювелирный или, как говорят, благородный опал встречается нечасто, однако, неювелирный опал образуется в больших количествах.
Обитающие в природе микроорганизмы выделяют продукты жизнедеятельности, ускоряющие химические реакции. Это явления называется биологическим выветриванием. Вслед за микроорганизмами следуют лишайники, мхи и высшие растения, вносящие свою лепту в разрушение гор.
Активно способствуют разрушению горных пород и сглаживанию рельефа вода и ветер. Если гора вдруг рассыпется на песок и мелкие камешки, то на ее месте останется груда обломков, высота которой окажется не намного меньше первоначальной. Однако, обломки пород постепенно уносятся водой и ветром, при этом обнажаются не затронутые выветриванием коренные породы, которые, в свою очередь, подвергаются разрушению. Движущиеся обломки сами служат причиной разрушений.
Сильный ветер, унося песок и мелкие камни, шлифует поверхность скал, выбивает ниши, оставляя, в конце концов причудливые каменные столбы, грибы и целые эоловые города – скопления останцев на месте скальных массивов, уничтоженных ветром. Этот процесс называется ветровой эрозией и характерен для сухих пустынных районов.
Огромную роль в сглаживании рельефа играет вода. Она не только разрушает горные породы. Но и переносит обломки на большие расстояния, откладывая их на предгорных равнинах. Процесс разрушения горных пород текущей водой называется водной эрозией или просто эрозией.
Результатом эрозии на равнинах становятся овраги, а в горах, на крутых склонах – кулуары – долины горных ручьев. Обычно кулуары остаются сухими и служат путями схода камнепадов. Во время дождя и таяния снега они наполняются водой, и снос обломков резко возрастает. Зимой кулуары становятся путями схода снежных лавин. В верхней части кулуары имеют водосборную воронку (зимой лавиносбор), переходящую в канал стока или собственно кулуар и конус выноса, где собирается обломочный материал.
^ СЕЛИ
В определенных условиях вода образует селевые потоки. Сель – это кратковременный грязекаменный поток, скатывающийся с большой скоростью по долинам ручьев и рек. На 40% сель состоит из воды, на 60% из глины, песка и крупных обломков.
Во время дождя на склонах, богатых глиной, образуется эмульсия со значительным удельным весом. Стекая по склону, она уносит с собой песок и мелкие камни. За счет этого растет ее удельный вес и ударная сила камней, плывущих в потоке.
Сель имеет огромную разрушительную силу. На своем пути он, подобно бульдозеру, выпахивает траншеи с отвесными стенами значительной глубины. За счет большого удельного веса грязевой массы, в ней всплывают и переносятся на большие расстояния валуны и каменные глыбы. Рекорд был зафиксирован в 1937 году на реке Азазань, где селем были снесены глыбы весом около 300 тонн.
Особенно страшны сели, вызванные прорывом горных озер. Из-за большого объема, они скатываются по долинам на десятки километров, сметая все на своем пути. Высота селевого вала в ущельях может достигать 80 метров (25-этажный дом).
КАРСТ
Если вода, опускаясь по трещинам, встречает растворимые породы, то, размывая их, она образует карстовые полости: колодцы, воронки, пещеры. Пещеры могут достигать огромных размеров: сотен метров в глубину и десятки километров в длину. Карстовые явления серьезно осложняют работу строителям. Даже в Москве с ними приходится считаться. Карстовый провал задержал пуск завода "Атоммаш", чем предопределил строительство атомных электростанций чернобыльского типа, вместо более безопасных, но требующих установки крупногабаритного оборудования, производить которое должен был "Атоммаш".
^ ОПОЛЗНИ И ОБВАЛЫ
Рисунок 7Отрыв и перемещение значительных земляных масс под действием силы тяжести называется оползнем. Аналогичное перемещение масс горных пород, льда, снега называется обвалом.
Если вода, просачиваясь сквозь горные породы, встречает водоупорный пласт, имеющий выход на берегу реки или склоне горы (рис. 7), то двигаясь по водоупорным породам и размывая верхние пласты, она образует плоскость скольжения, по которой могут скатиться все вышележащие породы. Спровоцировать оползень или обвал способны землетрясения. Так, например, образовался Усойский завал на Памире, за которым возникло Сарезское озеро. Обвалом образовано и знаменитое озеро Рица на Кавказе.
^ 3. Разрушение горных пород. Формирование и сглаживание рельефа.
3.2. Горные реки.
Быстрое течение рек способно нести песок и гальку, перекатывать валуны. Ударная энергия речной воды в верховьях размывает дно и берега, переносит обломки и откладывает их в низовьях, на равнинах, где скорость течения падает. Если река протекает по мягким породам, дно размывается быстро, и русло заметно углубляется. При этом формируется долина с крутыми берегами V-образного профиля. Когда скорость размыва дна замедляется, и из-за смыва обломков со склона и подмывания берегов, дно долины расширяется, она приобретает U-образный профиль. В твердых, не склонных к разрушению породах, река пропиливает каньоны с, практически, отвесными склонами. На Западном Кавказе, в Абхазии река Бзыбь, ниже села Псху, образовала каньон глубиной 50-70 метров при ширине 5-7 метров. Туристам известен каньон реки Гуамки близ Майкопа. В Таджикистане река Зеравшан, имеющая в среднем течении ширину до 500 метров, прорывает скальный пояс, состоящий из вертикально распложенных сланцев, каньоном шириной около пяти метров. В Копетдаге притоки реки Сакисяб пропилили в предгорьях извилистые узкие каньоны. Их линии, следуя изгибам складок горных пород, нередко меняют направление на 270 и более градусов, поэтому, начинаясь на расстоянии 3-5 километров от русла реки, они имеют протяженность 15 километров и более.
Рисунок 8Если текущая вода встречает на пути крупный валун или участок твердых пород, она вынуждена отклоняться в сторону от линии наибольшего уклона, и ее русло изгибается. Сила тяжести возвращает поток обратно, при этом река поворачивает, но по инерции отклоняется от оптимального пути в другую сторону. Процесс повторяется, пока вода не выйдет на наибольший уклон или не встретит новое препятствие. По мере размыва препятствий, излучины (из называют меандрами, по реке Меандр, где этот процесс был впервые описан учеными) смещаются вниз по течению. При этом движущиеся изгибы русла расширяют дно долины (рис. 8). Вот поэтому горные реки нередко текут по широким галечным поймам, в десятки и сотни раз превышающим ширину водного потока. Особенно впечатляют реки Восточного Памира (Маркан-су, Уй-су) буквально теряющиеся в километровой ширине долин.
Если скорость течения реки не меняется, пойма существует без особых изменений столетиями. Но вот происходит поднятие гор или опускание предгорных равнин. При этом скорость потока возрастает, начинается активный размыв и углубление дна. Бывшая пойма оказывается высоко над рекой, которая уже известным способом, разрабатывает новую пойму. Остатки прежней поймы образуют надпойменную террасу. У равнинных рек таких террас может быть 2-3. У Москвы-реки их две. У горных рек террас может быть значительно больше. Кстати, склоны или берега, расположенные над верхней террасой, не тронутые рекой называются коренными берегами.
Как уже отмечалось, в низовьях реки по мере уменьшения скорости течения, река откладывает сначала крупные обломки, затем мелкую гальку, песок и, наконец, глину. За счет такого переноса обломков, например, водохранилище Нурекской ГЭС будет заполнено наносами за 50 лет.
^ 3. Разрушение горных пород. Формирование и сглаживание рельефа.
3.2. Горные реки.
Быстрое течение рек способно нести песок и гальку, перекатывать валуны. Ударная энергия речной воды в верховьях размывает дно и берега, переносит обломки и откладывает их в низовьях, на равнинах, где скорость течения падает. Если река протекает по мягким породам, дно размывается быстро, и русло заметно углубляется. При этом формируется долина с крутыми берегами V-образного профиля. Когда скорость размыва дна замедляется, и из-за смыва обломков со склона и подмывания берегов, дно долины расширяется, она приобретает U-образный профиль. В твердых, не склонных к разрушению породах, река пропиливает каньоны с, практически, отвесными склонами. На Западном Кавказе, в Абхазии река Бзыбь, ниже села Псху, образовала каньон глубиной 50-70 метров при ширине 5-7 метров. Туристам известен каньон реки Гуамки близ Майкопа. В Таджикистане река Зеравшан, имеющая в среднем течении ширину до 500 метров, прорывает скальный пояс, состоящий из вертикально распложенных сланцев, каньоном шириной около пяти метров. В Копетдаге притоки реки Сакисяб пропилили в предгорьях извилистые узкие каньоны. Их линии, следуя изгибам складок горных пород, нередко меняют направление на 270 и более градусов, поэтому, начинаясь на расстоянии 3-5 километров от русла реки, они имеют протяженность 15 километров и более.
Рисунок 8Если текущая вода встречает на пути крупный валун или участок твердых пород, она вынуждена отклоняться в сторону от линии наибольшего уклона, и ее русло изгибается. Сила тяжести возвращает поток обратно, при этом река поворачивает, но по инерции отклоняется от оптимального пути в другую сторону. Процесс повторяется, пока вода не выйдет на наибольший уклон или не встретит новое препятствие. По мере размыва препятствий, излучины (из называют меандрами, по реке Меандр, где этот процесс был впервые описан учеными) смещаются вниз по течению. При этом движущиеся изгибы русла расширяют дно долины (рис. 8). Вот поэтому горные реки нередко текут по широким галечным поймам, в десятки и сотни раз превышающим ширину водного потока. Особенно впечатляют реки Восточного Памира (Маркан-су, Уй-су) буквально теряющиеся в километровой ширине долин.
Если скорость течения реки не меняется, пойма существует без особых изменений столетиями. Но вот происходит поднятие гор или опускание предгорных равнин. При этом скорость потока возрастает, начинается активный размыв и углубление дна. Бывшая пойма оказывается высоко над рекой, которая уже известным способом, разрабатывает новую пойму. Остатки прежней поймы образуют надпойменную террасу. У равнинных рек таких террас может быть 2-3. У Москвы-реки их две. У горных рек террас может быть значительно больше. Кстати, склоны или берега, расположенные над верхней террасой, не тронутые рекой называются коренными берегами.
Как уже отмечалось, в низовьях реки по мере уменьшения скорости течения, река откладывает сначала крупные обломки, затем мелкую гальку, песок и, наконец, глину. За счет такого переноса обломков, например, водохранилище Нурекской ГЭС будет заполнено наносами за 50 лет.
^ 3. Разрушение горных пород. Формирование и сглаживание рельефа.
3.3. Ледники и ледниковый рельеф.
На своем пути туристы встречают не только жидкую, но и твердую, замерзшую воду. Находящееся в активном движении скопление льда, образовавшегося при уплотнении и перекристаллизации снега, называется ледником.
Ледники – едва ли не самый важный фактор, формирующий горный рельеф, по крайне мере, с точки зрения путешественников. Льдом занято 11% всей земной суши. Но к большому сожалению альпинистов и туристов, лишь 0,5% от этой площади принадлежит горным ледникам. Все остальное относится к полярным областям.
Последние 15 тысяч лет ледники, в среднем, отступают, но периодически их деградация сменяется временным наступлением. Из истории известно, что в V-VII веках н.э. многие перевалы, занятые в настоящее время ледниками, служили обыкновенными караванными путями. К ним относятся перевалы Кашал-Аяк на Памире и знаменитый Сен-Готард в Альпах. Затем климат стал более холодным, ледники начали расти и с XVII-XVIII века эти перевалы стали доступными лишь для туристов и великих полководцев. Однако, последние 100 лет ледники отступают, сокращаясь на 10% за каждые 50 лет. Примером такого сокращения может служи
www.ronl.ru
Реферат
на тему: «Рельеф и климатические ресурсы России»
РЕЛЬЕФ, ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ РОССИИ
ОСОБЕННОСТИ РЕЛЬЕФА
Рельеф — это совокупность форм земной поверхности, различных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Рельеф влияет на формирование климата, от него зависят характер и направление течения рек, с ним связаны особенности распространения растительного и животного мира. Рельеф сказывается и на образе жизни человека и его хозяйственной деятельности. Крупные формы рельефа России. Рельеф нашей страны весьма разнообразен: высокие горы соседствуют с обширными равнинами. Самая высокая точка страны (и Европы) — гора Эльбрус на Кавказе достигает высоты 5642 м над уровнем моря, а Прикаспийская низменность расположена на 28 м ниже этого уровня. Территории с равнинным рельефом преобладают, занимая более половины площади страны. Среди равнин России — одна из крупнейших равнин земного шара (Восточно-Европейская) Русская и обширная Западно-Сибирская. Разделяют их невысокие Уральские горы. Юг Европейской части России занимают молодые Кавказские горы, восток — обширные горные страны. От Западно-Сибирской равнины их отделяет Среднесибирское плоскогорье с густой сетью речных долин. К востоку от Лены расположены горные системы Северо-Восточной Сибири: Верхоянский хребет и хребет Черского. На юге Азиатской части России располагаются Алтай, Саяны, Салаирский кряж, Кузнецкий Алатау и хребты Прибайкалья и Забайкалья, а также Становой хребет, Витимское плоскогорье, Становое, Патомское л Алданское нагорья. Вдоль Тихоокеанского побережья с юга на север тянутся средневысотные хребты Сихотэ-Алинь, Буреинский, Джугджур, а на севере их сменяют высокие нагорья: Колымское, Чукотское, Корякское. Высокие горные хребты с вулканическими вершинами располагаются на Камчатке.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1) рельеф России весьма разнообразен: представлены обширные равнины, плоскогорья, высокие и средневысотные горы;
2) преобладают равнинные территории;
3) территория, это особенно касается азиатской части страны, имеет общее понижение к северу, о чем свидетельствует направление течения большинства крупных рек;
4) горные сооружения обрамляют обширные равнины, причем основная часть гор сосредоточена на юге Сибири, северо-востоке и востоке страны.
Строение земной коры. Наиболее крупные черты рельефа страны определяются особенностями геологического строения и тектонических структур. Территория России, как и всей Евразии, сформировалась в результате постепенного сближения и столкновения отдельных крупных литосферных плит. Строение литосферных плит неоднородно. В их пределах есть относительно устойчивые участки — платформы и подвижные складчатые пояса. От строения литосферных плит зависит размещение крупнейших форм рельефа суши — равнин и гор. Области с равнинным рельефом приурочены к платформам — устойчивым участкам земной коры, где складкообразовательные процессы уже давно закончились. Наиболее древние из платформ — Восточно-Европейская и Сибирская. В основании платформ лежит жесткий фундамент, сложенный магматическими и сильно метаморфизированными породами докембрийского возраста (гранитами, гнейсами, кварцитами, кристаллическими сланцами). Фундамент обычно покрыт чехлом горизонтально залегающих осадочных пород, и только на Сибирской платформе (Среднесибирское плоскогорье) значительные площади заняты вулканическими породами — сибирскими траппами. Выходы фундамента, сложенного кристаллическими породами, на поверхность называются щитами. В нашей стране известны Балтийский щит на Русской платформе и Алданский щит на Сибирской платформе. Горные области отличаются более сложным геологическим строением. Горы образуются в наиболее подвижных участках земной коры, где в результате тектонических процессов горные породы сминаются в складки, разбиваются разломами и сбросами. Эти тектонические структуры возникли в различное время — в эпохи палеозойской, мезозойской и кайнозойской складчатости — в краевых частях литосферных плит при их столкновении друг с другом. Иногда складчатые пояса находятся во внутренних частях литосферной плиты (Уральский хребет). Это свидетельствует о том, что когда-то здесь проходила граница двух плит, которые позже превратились в единую, более крупную плиту. Самые молодые горы нашей страны расположены на Дальнем Востоке (Курильские острова и Камчатка). Они входят в состав обширного тихоокеанского вулканического пояса, или «Тихоокеанского огненного кольца», как его называют. Они отличаются значительной сейсмичностью, частыми сильными землетрясениями, наличием действующих вулканов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Разнообразие современного рельефа — результат длительного геологического развития и воздействия современных рельефообразующих факторов, включая (в том числе) и деятельность человека. Геология занимается изучением строения и истории развития Земли. Геологическая история Земли начинается со времени образования земной коры. Самые древние горные породы свидетельствуют о том, что возраст литосферы более 3,5 млрд. лет. Промежуток времени, отвечающий наиболее крупному этапу развития земной коры и органического мира, принято называть геологической эрой. Вся история Земли поделена на 5 эр: архейскую (древнейшую), протерозойскую (эру ранней жизни), палеозойскую (эру древней жизни), мезозойскую (эру средней жизни), кайнозойскую (эру новой жизни). Эры подразделяются на геологические периоды, названные чаще всего по местностям, где впервые были найдены соответствующие отложения. Геологическое летосчисление, или геохронология, — раздел геологии, занимающийся изучением возраста, продолжительности и последовательности формирования горных пород, слагающих земную кору. Определить время их образования можно по характеру и последовательности залегания горных пород. Если залегание горных пород не нарушено смятием, складками, разрывами, то каждый слой моложе того, на котором он залегает, а самый верхний слой образовался позднее всех лежащих ниже. Кроме того, определять относительный возраст горных пород можно по остаткам вымерших организмов, живших в тот или иной геологический период. Определять абсолютный возраст горных пород достаточно точно научились лишь в XX в. Для этих целей используют процесс распада радиоактивных элементов, содержащихся в породе. Геохронологическая таблица содержит сведения о последовательной смене эр и периодов в развитии Земли и их продолжительности. Иногда в таблице указывают важнейшие геологические события, этапы развития жизни, а также наиболее типичные для данного периода полезные ископаемые и т. п. Принцип построения таблицы — от древнейших этапов развития Земли к современному, поэтому изучать геохронологию нужно снизу вверх. С помощью таблицы можно получить сведения о продолжительности и геологических событиях в разные эры и периоды развития Земли. Геологические карты содержат подробную информацию о том, какие горные породы встречаются в тех или иных районах земного шара, какие полезные ископаемые залегают в их недрах и т. д.
РАЗВИТИЕ ФОРМ РЕЛЬЕФА
Как и все другие компоненты природы, рельеф постоянно меняется. Современные рельефообразующие процессы можно разделить на две группы: внутренние (эндогенные), вызванные движениями земной коры (их называют неотектоническими, или новейшими), и внешние (экзогенные). Новейшие тектонические движения земной коры могут проявляться как в горах, так и на равнинных платформенных участках. Новейшие поднятия происходят на Кавказе, амплитуда движений достигает нескольких сантиметров в год. Экзогенные процессы связаны прежде всего с деятельностью текучих вод, в первую очередь рек и ледников, а также с особенностями климатических условий. Таков, например, рельеф, создающийся мерзлотными процессами.
Древнее оледенение на территории России. В четвертичный период из-за изменения климатических условий во многих районах Земли возникло несколько покровных оледенений. Самым крупным из них было Днепровское. Центрами оледенения в Евразии служили горы Скандинавии, Полярный Урал, плато Путорана на севере Среднесибирского плоскогорья и горы Вырранга на полуострове Таймыр. Отсюда ледник распространялся на прилежащие территории.
При движении ледника на юг поверхность Земли сильно изменялась. Вместе со льдом перемещались камни (валуны) и рыхлые отложения (песок, глины, щебень). Ледник сглаживал скалы, оставляя на них глубокие царапины. В южных районах с более теплым климатом ледник таял, откладывая принесенный с собой материал. Рыхлые глинисто-валунные ледниковые отложения называют мореной. Моренный холмисто-грядовый рельеф преобладает на Валдайской и Смоленско-Московской возвышенностях Русской равнины. В процессе таяния ледника образовались огромные массы воды, которые переносили и отлагали песчаный материал. Поверхность постепенно выравнивалась. Так по окраинам ледника создавались водно-ледниковые равнины. В северных районах талые ледниковые воды заполняли понижения, углубленные ледником в твердых кристаллических породах. Возникали многочисленные озера, особенно на северо-западе Русской равнины.
Деятельность текучих вод. Поверхность суши постоянно подвергается воздействию текучих вод — рек, подземных вод, временных водотоков, связанных с атмосферными осадками. Деятельность текучих вод особенно усиливается в районах со значительными уклонами и большим количеством осадков. Поэтому во многих горных районах преобладает водно-эрозионный рельеф. Текучие воды не только расчленяют поверхность, создавая ущелья, овраги, ложбины, но и отлагают продукты разрушения в долинах рек, в предгорных районах и на отлогих склонах гор.
Деятельность ветра. Там, где выпадает небольшое количество осадков, ведущую роль в изменении рельефа играет ветер. Рельеф районов Прикаспийской низменности — яркое тому свидетельство.
Деятельность человека. Еще академик В. И. Вернадский отмечал, что добыча полезных ископаемых превратила человека в серьезный рельефообразующий фактор. Так, при открытом способе добычи полезных ископаемых образуются карьеры, котлованы. Люди строят каналы, плотины, железнодорожные тоннели, перемещая при этом огромные массы грунта. Все это приводит к ускорению рельефообразующих процессов, часто сопровождаемых оползнями и обвалами, затоплением больших площадей плодородных земель и т. д.
Стихийные природные явления, происходящие в литосфере и приносящие большие бедствия людям, — этоземлетрясенияиизвержения вулканов, а такжеобвалы,оползни,лавины,селии грязекаменные потоки.
МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ
Недра нашей страны богаты различными полезными ископаемыми. Полезные ископаемые — это минеральные образования земной коры, которые могут эффективно использоваться в сфере материального производства. Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — провинции, бассейны.
В мощных рыхлых отложениях осадочного чехла древних платформ заключены почти все месторождения горючих ископаемых. Они сформировались из отложений органических веществ, накапливавшихся долгое время на дне мелководных морских заливов, в озерах или болотах. Среди них наибольшее значение имеют нефть и природный газ севера Западной Сибири, Волго-Уральского бассейна. Менее богаты месторождения равнин Северного Кавказа и острова Сахалин.
В палеозойских и мезозойских отложениях платформенных областей заключены месторождения каменного и бурого угля. Месторождения каменного угля в европейской части России находятся в районе Воркуты, в восточной части Донецкого бассейна. Бурые угли добывают в Подмосковном бассейне. В Сибири давно освоенными являются месторождения каменного угля Кузнецкого бассейна (Кузбасс). Добываются они открытым и подземным способами. Но особенно велики запасы угля Тунгусского, Ленского, Канско-Ачинского и других бассейнов, расположенных в слабозаселенных районах России. В стране есть весьма значительные запасы торфа и горючих сланцев.
Месторождения рудных полезных ископаемых часто связаны с теми районами платформ, где близко к поверхности подходит фундамент или более молодые включения кристаллических пород. Среди них месторождения железных руд Курской магнитной аномалии, Кольского полуострова, Алданского щита, Ангаро-Питского и Ангаро-Илимского районов, а также никелевых руд Кольского полуострова и полиметаллических руд окрестностей Норильска.
Но особенно богаты рудами цветных и редких металлов горные области: меди (Урал, Забайкалье), свинца и цинка {Алтай, Приморский край, Северный Кавказ), олова (Восточная Сибирь и Дальний Восток), сырье для получения алюминия — бокситы и нефелины (Северный Урал, Красноярский край). Месторождения золота располагаются в Восточной Сибири, Якутии, на севере Дальнего Востока. Наиболее крупное месторождение платины находится на Урале.
Из неметаллических полезных ископаемых важное значение имеют месторождения алмазов в вулканических породах западной Якутии, апатитов на Кольском полуострове, калийных солей в Поволжье, Кировской области, на западном склоне Урала. Недра России располагают залежами графита (Урал, Восточная Сибирь, Дальний Восток), каменной соли (Урал), поваренной соли (Поволжье), слюды (Восточная Сибирь), а также разнообразным сырьем для производства минеральных строительных материалов — граниты, доломиты, известняки, гравий, высококачественные глины и т. д.
Все эти полезные ископаемые и составляют минерально-сырьевую базу нашей страны. Для минерально-сырьевых ресурсов страны характерны следующие черты:
1) размеры запасов;
2) крайняя неравномерность размещения;
3) различия в условиях эксплуатации;
4) возможность частичной компенсации истощенных месторождений полезных ископаемых путем разведки и освоения новых месторождений.
Однако необходимо помнить, что полезные ископаемые, накопленные за всю историю развития Земли, при их исчерпании невозобновимы. Извлечение из недр земли огромных масс веществ не проходит бесследно. В результате деятельности человека складываются антропогенные формы рельефа — карьеры, терриконы, обширные пустоты в земной коре и т. д. Добыча таких строительных материалов, как песок, гравий, известняк, тоже приводит к образованию карьеров, уродующих ландшафт, нарушающих естественный ход природных процессов. Восстановление земель, нарушенных горными работами, проводится по следующим направлениям: использование почв, срезаемых при вскрышных работах, выравнивание поверхности путем засыпки оврагов, рекультивация отвалов; создание лесных санитарно-защитных зон.
КЛИМАТ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ РОССИИ
Влияние географического положения на климат. Большая протяженность России с севера на юг определяет положение страны в разных климатических поясах, обусловливает разное количество солнечного тепла, получаемое той или иной территорией. Излучение солнцем тепла и света называется солнечной радиацией. Радиация измеряется количеством тепла и выражается в калориях за единицу времени на единицу земной поверхности (кал/см2). Количество солнечной радиации, которую получает земная поверхность, зависит от географической широты места (именно она определяет угол падения солнечных лучей), от состояния атмосферы, а также от характера подстилающей поверхности.
Наибольшее количество солнечной радиации поступает на поверхность в южных районах нашей страны, поэтому именно там наблюдаются самые высокие температуры воздуха. Но не все солнечные лучи достигают земной поверхности. Часть радиации поглощается атмосферой, часть рассеивается и отражается облаками и пылью, содержащейся в воздухе. Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, называется суммарной радиацией.
Циркуляция воздушных масс. Перемещение воздушных масс над поверхностью Земли приводит к переносу тепла и влаги из одних районов в другие. Над территорией России перемещаются арктические, умеренные и тропические воздушные массы. В основном это континентальный воздух. Поскольку в умеренных широтах, где расположена большая часть нашей страны, господствует западный перенос воздушных масс, Атлантический океан оказывает на климат значительно большее влияние по сравнению с Тихим.
Роль западного переноса особенно велика в теплый период года, когда на большей части страны преобладают западные и северо-западные ветры.
Зимой основную роль играет обширная область высокого давления, называемая Сибирским антициклоном или Азиатским максимумом, центр которого располагается в районах Забайкалья, Республики Тува и Северной Монголии. От него области с повышенным давлением растекаются в двух направлениях: на северо-восток вплоть до Чукотского побережья и на запад через Северный Казахстан и юг Русской равнины (примерно до 50° с. ш.).
Перемещение различных по температуре и влажности воздушных масс определяет характер погоды. Например, континентальный воздух умеренных широт круглый год преобладает в западных районах Восточной Сибири. Поэтому зимой здесь ясная морозная погода, а летом достаточно тепло.
Важно представлять, что при перемещении над той или иной территорией воздушные массы способны постепенно изменять свои свойства под влиянием подстилающей поверхности. Этот процесс называется трансформацией. Например, арктические воздушные массы, проходя летом через всю Русскую равнину, так прогреваются, что способствуют образованию суховеев в Предкавказье.
В полосе, разделяющей различные по своим свойствам воздушные массы, образуются своеобразные переходные зоны — атмосферные фронты. Ширина атмосферного фронта обычно достигает нескольких десятков километров. В полосе фронта при соприкосновении двух различных по свойствам воздушных масс достаточно быстро изменяются давление, температура, влажность. Поэтому прохождение фронта через какую-либо местность сопровождается ветрами, облачностью, выпадением осадков, т. е. сменой погоды. При перемещении теплых воздушных масс в сторону холодных образуется теплый фронт, а при перемещении холодных воздушных масс в сторону теплых — холодный.
Циклоны и антициклоны — это крупные атмосферные вихри. В центрах циклонов давление низкое, а антициклонов — высокое. На синоптических и климатических картах циклоны и антициклоны можно обнаружить по замкнутым концентрическим изобарам (линиям равного давления).
Циклоны достигают весьма внушительных размеров — 2—3 тыс. км в поперечнике и перемещаются со скоростью около 30 км/ч. Воздух движется от периферии к центру, отклоняясь против часовой стрелки. В центре воздух поднимается и растекается к окраинам. При этом происходит конденсация влаги и выпадают осадки. По территории России циклоны обычно перемещаются с запада на восток, поскольку в умеренных широтах господствует западный перенос.
В антициклоне происходит движение воздуха от центра к периферии с отклонением по часовой стрелке. В центр антициклона постоянно поступает воздух из верхних слоев тропосферы. При опускании этот воздух прогревается и удаляется от насыщения. Поэтому при антициклоне стоит ясная, безоблачная погода, большие суточные колебания температуры.
Основные районы действия циклонов связаны с прохождением атмосферных фронтов. Поэтому зимой интенсивная циклоническая деятельность развивается над Баренцевым, Карским, Охотским морями и над северо-западной частью Русской равнины. В летний период циклоны наиболее интенсивно развиваются на Дальнем Востоке и на западе Русской равнины. Антициклоны активны в Восточной Сибири — зимой, а на юге Русской равнины — и летом.
Влияние подстилающей поверхности. Большое влияние на климат оказывает рельеф. Отсутствие гор на севере и западе России способствует свободному проникновению арктических и атлантических воздушных масс в глубь страны. Горные хребты на востоке страны ограничивают влияние Тихого океана на климат внутренних районов.
Воздушные массы разделяются на морские и континентальные в зависимости от того, где они образуются.
ТИПЫ КЛИМАТОВ РОССИИ
Закономерности распределения тепла и влаги. Огромная протяженность территории нашей страны и расположение в нескольких климатических поясах приводят к тому, что в разных районах страны сильно отличаются температуры января и июля, годовое количество осадков. Так, средние температуры января составляют 0 ... -5 °С на крайнем западе европейской части (Калининград) и в Предкавказье и -40 ... -50 °С в Якутии. Температуры июля отмечаются от -1 °С на северном побережье Сибири до +24 ... +25 °С на Прикаспийской низменности. Средние месячные температуры июля положительны на всей территории России. Летние температуры играют огромную роль в развитии растений, в почвообразовании, в сельскохозяйственных работах.
Распределение осадков связано с циркуляцией воздушных масс, особенностями рельефа, а также температурой воздуха. Основным источником влаги для нашей страны является влажный воздух Атлантики. Наибольшее количество осадков на равнинах выпадает между 55° и 65° с. ш.
Количество выпадающих осадков распределяется крайне неравномерно. Решающими факторами при этом являются близость или удаленность от моря, абсолютная высота места, расположение горных хребтов (задерживающих влажные воздушные массы или не препятствующих их продвижению). Наибольшее количество осадков выпадает в горах Кавказа и Алтая (более 2000 мм в год), на юге Дальнего Востока (до 1000 мм), а также в лесной зоне Восточно-Европейской равнины (до 700 мм). Минимальное количество осадков приходится на полупустынные районы Прикаспийской низменности (около 150 мм в год). Однако годовое количество осадков еще не дает полного представления о том, как территория обеспечена влагой, поскольку часть атмосферных осадков испаряется, часть просачивается в почву.
Для характеристики обеспеченности территории влагой используется коэффициент увлажнения (К), показывающий отношение годовой суммы осадков (О) к испаряемости (И) за этот же период — К = О/И.
Испаряемость — это величина, характеризующая максимально возможное испарение при данных атмосферных условиях, измеряется в миллиметрах слоя воды, испарившейся с поверхности водоема. Фактическое же испарение не может превышать годовую сумму осадков, выпадающих в данном месте. Например, в пустынях Прикаспия испарение составляет 300 мм в год, хотя испаряемость здесь, в условиях жаркого лета, в 3—4 раза выше.
Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. При К = 1 увлажнение считается достаточным. Достаточное увлажнение типично для южной границы лесной и северной границы лесостепной зон. В зоне степей, где К < 1 (0,6—0,7), увлажнение считается недостаточным. В Прикаспии, в зоне полупустынь и пустынь, где К = 0,3, увлажнение скудное. Но в некоторых районах страны К > 1, т. е. количество выпадающих осадков превышает испаряемость. Такое увлажнение называется избыточным. Избыточное увлажнение типично для тайги, тундры, лесотундры. В этих районах много рек, озер, болот. Здесь в процессах рельефообразования велика роль водной эрозии. В районах с недостаточным увлажнением реки и озера мелководны, летом часто пересыхают, растительность более скудная, а в рельефообразовании преобладает ветровая эрозия.
Типы климатов России. На территории России формируются разные типы климатов. Для каждого из них характерны такие общие черты, как температурный режим, режим осадков, преобладающие типы погод по сезонам года. В пределах одного и того же типа климата количественные показатели каждого элемента могут существенно изменяться, что позволяет выделить климатические области.
Арктический климат характерен для островов Северного Ледовитого океана и его сибирских побережий, где расположены зоны арктических пустынь и тундр. Поверхность получает очень мало солнечного тепла. В течение всего года господствует холодный арктический воздух. Суровость климата усиливается из-за долгой полярной ночи. В этом климате практически два сезона года: долгая холодная зима и короткое прохладное лето. С прохождением циклонов связаны ослабление морозов и снегопады. Средние температуры января -24 ... -30 °С. Летние температуры низкие: +2 ... +5 °С. Количество осадков ограничивается 200—300 мм в год. Выпадают они преимущественно в зимнее время в виде снега.
Субарктический климат характерен для территорий, расположенных за Полярным кругом на Русской и Западно-Сибирской равнинах. В районах Восточной Сибири этот тип климата распространен до 60° с. ш. Зимы долгие и суровые, причем суровость климата нарастает при движении с запада на восток. Лето теплее, чем в арктическом поясе, но короткое и довольно холодное (средние температуры июля от +4 до +12 °С). Годовая сумма осадков 200—400 мм, но из-за малых величин испарения создается постоянное избыточное увлажнение.
Климат умеренного пояса. Умеренный климатический пояс — самый большой по площади климатический пояс России, поэтому для него характерны весьма существенные различия в температурных условиях и увлажнении по мере движения с запада на восток и с севера на юг. Общим для всего пояса являются четко выраженные четыре сезона года — зима, весна, лето, осень.
Умеренно континентальный климатгосподствует в европейской части России. Теплое лето (температура июля +12 ... +24 °С), морозная зима (средние температуры января от -4 до -20 °С), годовое количество осадков более 800 мм на западе и до 500 мм в центре Русской равнины. Климат формируется под влиянием западного переноса атлантических воздушных масс, относительно теплых зимой и прохладных летом, постоянно влажных. В области умеренно континентального климата увлажнение изменяется от избыточного (на севере, северо-западе) до недостаточного (на востоке, юго-востоке). Это отражается и на смене природных зон — от таежной до степной.
Континентальный климатхарактерен для Западной Сибири. Формируется он под влиянием континентальных воздушных масс умеренных широт, перемещающихся чаще всего в широтном направлении. В меридиональном направлении на юг продвигается холодный арктический воздух, а континентальный тропический воздух проникает далеко на север лесной полосы. Поэтому осадков здесь выпадает от 600 мм в год (на севере) до 200 мм и менее (на юге). Лето теплое, на юге даже знойное (средние температуры июля от +15 до +26 °С). Зима суровая — средние температуры января составляют -15 ... -25 °С. Отчетливо проявляется изменение природных зон при движении с севера на юг от тайги до степей.
Резко континентальный климатумеренного пояса распространен в Восточной Сибири. Этот климат отличается постоянным господством континентального воздуха умеренных широт. Резко континентальный климат характеризуется малой облачностью, скудными атмосферными осадками, основная масса которых выпадает в теплое время года. Малая облачность способствует быстрому прогреванию земной поверхности солнечными лучами днем и летом и, наоборот, быстрому охлаждению ее ночью и зимой. Отсюда большие амплитуды температур воздуха — теплое, жаркое лето и морозная малоснежная зима. При сильных морозах (средняя температура января -25 ... -45 °С) малоснежность обеспечивает глубокое промерзание почв и грунтов, что в условиях умеренных широт способствует образованию многолетней мерзлоты. Лето солнечное и теплое (средние температуры июля от +16 до +20 °С). Годовое количество осадков менее 500 мм. Коэффициент увлажнения близок к единице.
Муссонный климат умеренного поясатипичен для южных районов Дальнего Востока. Обычно при охлаждении материка зимой и повышении атмосферного давления сухой и холодный воздух устремляется в сторону более теплого воздуха над океаном. Летом материк прогревается больше океана, и более холодный океанический воздух устремляется на континент, принося облачность, обильные атмосферные осадки; иногда даже образуются тайфуны. Средние температуры января -15 ... -30 °С; июля +10 ... +20 °С. Осадки выпадают преимущественно летом (600—800 мм в год). Если таяние снега в горах совпадает с обильными дождями, случаются наводнения. Увлажнение всюду избыточное (К > 1).
Агроклиматические ресурсы. Особенно велико влияние климата на сельское хозяйство.
Важнейшие показатели агроклиматических ресурсов: продолжительность периода со среднесуточной температурой выше +10 °С, сумма температур за этот период, коэффициент увлажнения, мощность и продолжительность снежного покрова. Поскольку климат нашей страны разнообразен, то и выращивать на ее территории можно теплолюбивые и влаголюбивые рис и чай, бахчевые культуры; неприхотливый к теплу и влаге овес, требующий прохладного и влажного лета лен и т. д. Обилие тепла, солнечного света, влаги в сочетании с плодородными почвами — большое богатство страны.
Неблагоприятные климатические явления. К ним относятся засухи, суховеи, заморозки, обильные ливни, сильные морозы, ураганы и пыльные бури. Причиной их являются отсутствие или обилие атмосферных осадков, резкие перепады давления, быстрые смены температур или собственно суровые климатические условия.
superbotanik.net
