Шпаргалка по "землеведению"

В географии принято учитывать  орбитальное и суточное вращения, движения системы Земля-луна, изменение  скорости вращения Земли и колебания  оси её вращения.

1)Орбитальное движение. Вокруг Солнца Земля движется по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой расположено Солнце. Ось Земли наклонена к плоскости орбиты по углом 66град 33 мин. В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точи: два равноденствия и два солнцестояния. Различают весеннее(21 марта) и осеннее (23сентября) равноденствия. Различают летнее (22 июня) и зимнее(22 декабря)солнцестояния.

2)Суточное вращение происходит вокруг оси, которая стремится сохранить постоянное положение в пространстве. Вращение Земли осуществляется равномерно. Отрезок времени между последовательными прохождениями плоскости меридиана данной точки через центр Солнца называют солнечными сутками. Ось вращения, полюсы и экватор являются основой географической системы координат.

3) Движение системы Земля-Луна. луна создает приливное торможение суточного вращения Земли, которое имеет большое географическое значение, ткПриливное торможение уменьшает полярную сплюснутость Земли и силу Кориолиса то есть влияет на циркуляцию атмосферы и океана, от чего, в свою очередь, зависят условия климата. Взаимодействия Луны и Земли влияет на биологические процессы.

4) изменение скорости вращения  Земли. С 17 столетия известны  изменения скорости вращения  Земли. Также введены атомные часы, которые вычисляю это значение.

5)движение полюсов Земли. Прецессии-  смещение оси вращения, а нутации  – перемещения полюсов в пространстве. Вследствие чего происходят перераспределение  масс при смене сезонов, изменение  наклона уровня МО и действие на климат земли.

5)Солнечно-земные связи

Генеральная схема солнечно-земных связей включает в себя электромагнитное( видимы свет, ультрафиолетовое, радио) и корпускулярное излучение( солнечный ветер, солнечные космические лучи). Оба вида излучения обуславливают ряд процессов и явлений во всех геосферах(в частности полярные сияния, магнитные бури и связанные с ними последствия.

Активность солнца обуславливает  то, земля получает излучение, которое  влияет на характер земных процессов.

Солнечная активность- это совокупность всех физических и энергетических изменений, происходящих на солнце и вызывающие на нем видимые образования.

4)  Физические свойства в географической  оболочке.

1) концепция системы в естествознании

Система-это совокупность элементов находящихся в определенном отношении. Все то с чем данная система взаимодействует называется средой. Географические системы взаимодействуют между собой территориально и функционально. Каждая система состоит из конечного числа элементов. Системы географической оболочки(геосистемы и ее внешнего окружения можно подразделить на :

1)механические(характеризуются силовым  взаимодействием образующих их  тел, имеющих массу) 

2)Термодинамические(связаны с движением вещества за счет преобразованием или переносом энергии)

3) Биокосные(в которых неразрывно  связаны и взаимодействуют живое  и неживое(косное)вещество) + социальные, этнические и биологические.

Системы имеют связи, которые могут  быть прямыми и обратными. Состояние  системы описывается параметрами, а параметры характеризуются величиной. Экстенсивные параметры зависят от размера системы. система характеризуется состоянием которое может быть устойчивым, неустойчивым, метаустойчивым. Географические системы являются открытыми, те могут саморегулироваться.

2) Всеобщие законы естествознания и их проявление в природе

Закон всемирного тяготения: две любые  материальные частицы с массами M1и M2 притягиваются по отношению  друг к другу с силой F, прямо  пропорциональной произведению масс и  обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними. G- коэффициент пропорциональности(гравитационная постоянная). Согласно этому закону, сила тяготения зависит только от положения частиц в данный момент времени, т.е гравитационное взаимодействие распространяется мгновенно. Отсюда сила тяжести  равна F=mg,где g-ускорение свободно падающей точки равное 9,8, m-масса материальной точки. Закон сохранения массы и энергии. Этот закон сформулировал М.В ломоносов в 1760г. Закон обычно рассматривался отдельно как закон сохранения массы и закон сохранения энергии, но в 1905 году Эйнштейн не показал, что между массой и энергией существует взаимосвязь, количественно выражаемая уравнением E=mc2, где E- масса, c-скорость света в вакууме. Из закона взаимосвязи массы и энергии нельзя заключать, что масса превращается в энергию. масса является одним из свойств материи, мерой ее инерции, а энергия-мера движения материи. Закон Гука(закон упругих деформаций для упругих тел и сред) F=-cx где F-приложенная сила, с-жесткость пружины, x-деформация пружины.Закон Ома. Величина тока определяется его напряжением и сопративлением проводника. I=U\R где I-сила тока, U-величина напряжений, R-сопративление.

Классификация сил действующих  на Земле

Для глубокого понимания взаимодействий между телами, полями и средами  важна классификация сил. Множество сил, характеризующих механические действия применительно к материальным точкам, телам и системам классифицируются следующим образом. 1)по источнику механического действия. Силы:тяготения, тяжести, касательные, упругости, трения, сцепления идр. 2)по зависимости механического действия от времени: постоянные и переменные(периодические, гармонические, случайные) 3)По зависимости механического действия от положения и скорости точки приложения сил(линейные и нелинейные) 4) по вызываемому эффекту: ускоряющие, замедляющие, возмущающие, стабилизирующие, управляющие, восстанавливающие. 5)по характеру механического действия на материальное тело: сосредоточенные и распределенные. 6)по расположению источника механического действия относительно механической системы: внешние и внутренние

3)Гравитационное поле Земли

Гравитационное поле Земли это  поле силы тяжести-равнодействующей силы тяготения и центробежной силы вращения Земли. Так как сила тяготения  зависит от радиуса Земли, который  наименьший на полюсах, то она наибольшая на полюсах. Центробежная сила, зависящая от радиуса орбиты, наибольшая на экваторе. результирующая этих сил(сила тяжести) возрастает от экватора к полюсам соответственно от 978 до 983 (гл) Гравитационное поле-потенциальное. точки с одинаковым потенциалом силы тяжести  образуют изопотенциальный поверхности.На каждой такой поверхности невозможно самопроизвольное перемещение массы тк горизонтальная составляющая силы тяжести равна нулю. Наиболее важной изопотенциальной поверхностью является поверхность геоида. Значение поля силы тяжести Земли отображаются изогалами(линиями равных значений силы тяжести)Наблюдаются  региональные и локальные особенности связанные с неоднородностью Земли. Они называются гравитационными аномалиями и специально изучаются геофизикой.

Гравитационная дифференциация - главным в истории планеты с геофизической точки зрения является процесс гравитационной дифференциации то есть его расслоение в соответствии с плотностью вещества в поле силы тяжести. В результате такого расслоения возникли геосферы, каждая из которых сложена веществом одного типа. С процессом гравитационной дифференциации связано множество проявлений. В литосфере это вертикальные тектонические движения блоков земной коры. В атмосфере гравитационная дифференциация приводит к неустойчивости воздушного столба в следствии различных температур и влажности. В тропосфере, воздух нагревается от земной поверхности и испытывает импульс движения, направленный вверх. В гидросфере гравитационная дифференциация, зависящая как от температуры, так и солености водных масс, также приводит к их перемещению и залеганию в соответствии с их плотностью. Гравитационная дифференциация вещества всегда сопровождается выделением тепла.

изостазия

Процессы плотностной дифференциации реализуются ввиде изостатического уравновешивания в окружающей среде. Изостатическое равновесие- это уравновешивание тел на субстрате в соответствии с плотностью вещества и толщиной тела. Обычно понятие изостатического равновесия употребляется по отношению к литосфере, но эффект проявляется в любых средах. Благодаря изостазии в истории Земли поддерживается закономерное соотношение высот суши и глубин океана, которое отображается гипсографической кривой. Изостатическое уравновешивание литосферы является важным системообразующим свойством географической оболочки. Оно определяет конфигурацию континентов и океанов, распределение высот и глубин, а через них-поступление и перераспределение теплоты, циркуляцию водных и воздушных масс и другие закономерности глобальной и локальной пространственной дифференциации и интеграции геосистем и геокомплексов.Другими словами обуславливает неповторимую организацию современной географической обстановки на земной поверхности.

4)магнитное поле Земли

Различают два вида магнитного поля Земли:постоянное и переменное, природа и происхождение их различны, но между ними существует взаимосвязь. Формированию постоянного магнитного поля способствуют внутренние источники- электрические токи, возникающие на поверхности уплотненного ядра Земли из-за различия температуры в его частях. Переменное поле создается внешними источниками, находящимися за пределами планеты-электрическими токами в верхних слоях атмосферы. Магнитное поле Земли имеет дипольную составляющую то есть такую структуру, в которой есть ось с северным и южным магнитными полюсами, наклоненную под углом 11,5 градуса к оси её вращения. Плоскость большого радиуса, в котором находится стрелка называется магнитным меридианом. магнитные меридианы, как и географические сходятся в двух точках, называемых магнитными полюсами. Они не совпадают с географическими. Магнитное поле Земли имеет следующие характеристики: 1) магнитное склонение-угол между истинным направлением на север и направлением северного конца магнитной стрелки. Линии одинакового магнитного склонения называются изогонами. 2)магнитное наклонение- угол между горизонтальной плоскостью и магнитной стрелкой, свободно подвешенной на горизонтальной оси. 3) напряженность(характеризует силу магнитного поля и измеряется в эрстедах)

Палеомагнетизм.

Исследование древних горных пород, содержащих частицы магнетита, гематита или других оксидов железа, возникших  на самых ранних стадиях формирования пород, показало наличие в них  остаточной намагниченности, имеющей  направление магнитного поля Земли соответствующей эпохи. Эта намагниченность может сохраняться до настоящего времени, обнаруживаясь как первичная составляющая естественной остаточной намагниченности, которая и служит объектом палеомагнитных исследований. Изучение первичной намагниченности горных пород разного возраста позволило получить данные о современных изменениях магнитного поля, а при проведении исследований в разных регионах-его пространственное распределение, согласно которым:1)магнитное поле характеризуется медленным направленным изменениям и неоднократно претерпевало инверсии, при которых Северный полюс становился Южным и наоборот. 2) в кайнозойскую эру средним состоянием земного магнитного поля за все время является поле диполя, ориентированного по оси вращения планеты. 3)палеомагнитные данные палеозойской эры согласуются между собой только при дополнительном предположении о миграции магнитного полюса относительно земной поверхности. 4) пути миграции магнитного полюса, вычисленные для разных континентов, существенно различаются, что объясняется их перемещением в пространстве.

5)Тепловое поле Земли

Тепловое поле существует за счет неравномерного нагревания вещества(горных пород, вод и воздуха) Земли, в  результате чего возникает пространственная неравномерность распределения температуры. Источниками термического поля являются внутренние и внешние процессы. Внешний источник-солнечная радиация, проникающая на глубину лишь несколько метров. дальнейшее увеличение температуры с глубиной связано с внутренними источниками: распадом радиоактивных элементов, гравитационной дифференциацией вещества, приливным трением, процессами метаморфизма и фазовыми переходами вещества. скорость возрастания температур с глубиной зависит от теплопроводности, проницаемости горных ород и генерации тепла источниками. Основная потеря внутреннего тепла Земли происходит за счет теплового потока, направленного вверх. меньшую роль играют вулканизм, землетрясения, гидротермальные источники. Величина плотности теплового потока из недр определяет энергетическое состояние поверхности Земли и тектонические особенности региона.Эта величина различна и в среднем составляет:для глубоководных океанических впадин-28-65, в пределах щитов-29-49, в геосинклинальных областях и срединно-океанических хребтах-100-300 и более. Среднее значение для Земли равно 64-75 мВт\м квадр. современное тепловое поле оказывает влияние на географические процессы земной поверхности, особенно на развитие живого вещества.

Перенос тепла на земном шаре

При определении переноса тепла  в географической оболочки широко используется уравнение теплового баланса. Каждый конкретный участок земной поверхности характеризуется своим уравнением теплового баланса, меняющимся во времени. Основные физические параметры, характеризующие тепловой перенос, -теплоемкость и теплопроводимость тепла, а также динамические факторы, регулирующие приход и уход тепла. Фундаментальные значения для понимания процесса переноса тепла в географической оболочки имеют известные законы(начало термодинамики) Первое начало термодинамики является реализацией закона сохранения энергии приминительно к термодинамической системе и определяет влияние на систему поступления внешней энергии следующим образом:поступившее в систему тепло равно сумме приращений внутренней энергии системы и совершеной системой работой. Второе начало термодинамики объясняет движение потока тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой

6)Приливообразующая сила. Её образование и её проявление в геосфере.

Океанские приливы зависят главным образом от взаимодействия Земли, Луны и Солнца. Главную роль при этом играет  Луна: ее притяжение  в 2,17 раза превосходит солнечное. Весь приливо-отливной цикл по продолжительности соответствует лунным суткам(24ч 51 мин), которые не совпадают с солнечными.Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите со средним радиусом 384 тыс км. Система Земля-Луна имеет общий центр масс, расположенный в теле Земли на расстоянии 2\3 от ее центра.Оба небесных тела перемещаются таким образом, что любая точка одного из них описывает одинаковую орбиту. Следовательно в каждойточке возникает одинаковая центробежная сила, не зависящая от широты места. Кроме центробежной силы на  каждую точку Земли действует сила тяготения направленная к луне. Расчеты показывают, что в центре массы Земли абсолютное значение силы тяготения обусловленной влиянием Луны, составляет 3,38 мг на 1 кг массы, в ближайшей к Луне точке Z сила тяготения равна уже 3,49 мг\кг, а в  самой дальней точке N-только 3,27 мг\кг. Складывая все эти значения в каждой точке земной поверхности с векторными значениями центробежной силы, получим равнодействующую, которая направлена в точке Z  к Луне, а в точке N от Луны.Эту силу называют приливообразующей. её величина в обоих случаях составляет 0,11 мг\кг массы, но противоположна по знаку. Приливы оказывают воздействия на все оболочки Земли. Приливо-отливные движения имеют для Земли важное географическое следствие. В деформируемом приливом теле Земли происходит внутреннее трение, приводящее к преобразованию энергии суточного вращения Земли в механическую, а затем к диссипации энергии суточного вращения Земли.