Методологические цели и задачи курса «Землеведение». Структура землеведения как естественной науки

Методологические цели и задачи курса «Землеведение». Структура землеведения как естественной науки

Цель курса
Ознакомить студентов с основными знаниями об атмосфере, происходящими в ней физическими и химическими процессами, формирующими погоду и климат.
Задачи курса
Познакомить студентов со строением атмосферы; составом воздуха пространственным распространением на земном шаре давления, температуры, влажности; процессами образования солнечной радиации в атмосфере; тепловым и водным режимом; свойствами основных циркуляционных систем, определяющих изменения погоды в различных широтах.
Ознакомить с приборами и привить навыки простейших метеорологических, градиентных и актинометрических наблюдений.
Дать представление о климатической системе, взаимоотношении глобального и локального климатов, процессами климатообразования, системами классификации климатов, крупномасштабных изменениях климата и современном потеплении климата

Предметом землеведения является географическая оболочка — объем вещества разного состава и состояния, возникшего в земных условиях и сформировавшего специфическую сферу нашей планеты. Географическая оболочка в землеведении исследуется как часть планеты и Космоса, которая находится под властью земных сил и развивается в процессе сложного космическо-планетарного взаимодействия.
В системе фундаментального географического образования землеведение является своеобразным связующим звеном между географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в школе, и глобальным естествознанием. Этот курс вводит будущего географа в сложный профессиональный мир, закладывая основы географического мировоззрения и мышления.
Землеведение принадлежит к числу фундаментальных естественных наук. В иерархии естественного цикла наук землеведение как частный вариант планетоведения должно находиться в одном ряду с астрономией, космологией, физикой, химией. Следующий ранг создают науки о Земле — геология, география, общая биология, экология и др. В системе географических дисциплин землеведение занимает особую роль. Оно предстает как бы «наднаукой», объединяющей информацию о всех процессах и явлениях, происходящих после формирования планеты из межзвездной туманности. Землеведение служит теоретической базой глобальной экологии — науки, которая оценивает текущее состояние и прогнозирует ближайшие изменения географической оболочки как среды существования живых организмов с целью обеспечения их экологического благополучия. Основная задача землеведения — исследование глобальных изменений, происходящих в географической оболочке, для понимания взаимодействия физических, химических и биологических процессов, которые определяют экосистему Земли.

Развитие естествознание в античный период истории.

Очень трудно выделить точку зарождения естествознания. Уже в далекой древности люди пытались понять и объяснить себе природный мир. Знание его закономерностей было необходимо им прежде всего в практическом плане (подготовка к смене времен года, к сезонам засухи, дождей и разлива рек, знание признаков плодородности почв, климатических особенностей и так далее). Так, «необходимость вычислять периоды подъема и спада воды в Ниле создала египетскую астрономию, а вместе с тем господство касты жрецов как руководителей земледелия».

Были накоплены значительные знания в механике, медицине, ботанике, зоологии. Особое же место среди наук о природе занимала астрономия, удовлетворявшая в одинаковой степени как практические потребности, так и мировоззренческие запросы пытливого разума. Уже 1800 г. до н.э., при правителе Хаммурапи, в Вавилоне существовал обширный каталог звезд, а в VIII в. до н.э. была создана регулярная астрономическая служба.

Особое место астрономии было обусловлено тем, что в ее задачи входили также астрологические прорицания, имевшие соответствующую «идейную базу». Для мышления древних народов характерны представления о единосущности всех элементов окружающего мира – людей, растений, животных, небесных тел.

Не в меньшей степени, чем практическим потребностям, происхождение и развитие науки обязано и мировоззренческим стимулам. Будучи не менее, если не более любознательными, чем сейчас, люди далекой древности пытались возместить недостаток знаний полетом воображения, смелыми домыслами, нашедшими воплощение в красивых мифологиях Египта, Вавилона и Шумера, Китая, Индии, античной Греции. В сознании той эпохи имело место причудливое переплетение научных наблюдений, мифологии и религии; вместилищем знания служили мифы, сказки, эпос, многие компоненты которых теряются в попытках «перевода» содержащегося в них знания «на наш язык».

Условия аристократической Греции, с относительно мягким и гуманным рабовладельческим строем, были уникальными для создания натурфилософских систем, осмысливающих и описывающих мир как единое целое. Конечно, в них недостаток научных данных восполнялся полетом воображения. Этот путь породил не только «трех китов», на которых держится Земля, но и такие догадки, как представление об атомах.

В античных представлениях о природе отчетливо прослеживается путь «от мифа к логосу», к поискам внутренних закономерностей и механизмов природных явлений, логики их взаимосвязей.

Так если у Гомера и Гесиода многие природные явления происходят по капризам и прихотям мстительных богов, то уже у философа Анаксимандра присутствует мотив «господства в мире космической справедливости, умеряющей борьбу противоположностей».

Закон высотной биоклиматической поясности А.Гумбольдта (1850-е гг.)

Внимание естествоиспытателей и географов издавна привлекала смена почв и растительности по мере подъема в горы. Первым обратил внимание на это как на всеобщую закономерность немецкий естествоиспытатель А.Гумбольдт. Высотная поясность — это закономерная смена природных условий, природных зон, ландшафтов в горах.

В отличие от равнин в горах и растительный, и животный мир в 2—5 раз богаче видами. Число высотных поясов в горах зависит от высоты гор и от их географического положения.

Характер высотной поясности меняется в зависимости от экспозиции склона, а также по мере удаления гор от океана. В горах, расположенных близ морских побережий, преобладают горно-лесные ландшафты. Для гор в центральных районах материка типичны безлесные ландшафты.

Каждый высотный ландшафтный пояс окружает горы со всех сторон, но система ярусов на противоположных склонах хребтов может резко отличаться.

Географический закон К.Бэра (1860-е гг.)

Закон К.Бэра - положение, согласно которому реки, текущие в направлении меридиана, в Северном полушарии смещают русло вправо (подмывают правый берег), а в Южном – влево (подмывают левый берег). Сформулировано К. М. Бэром в 1857 г., связавшим это явление с вращением Земли вокруг своей оси. Известно, что тело, движущееся поступательно во вращающейся системе, испытывает ускорение Кориолиса. На экваторе оно равно нулю. Наибольшие его значения у полюсов. Поэтому закон Бэра сильнее проявляется в средних и высоких широтах. Эффект закона Бэра прямо пропорционален массе движущейся воды, поэтому наиболее выражен на таких крупных реках, как Волга, Днепр, Дон, Обь, Иртыш, Лена, Дунай и Нил, которые на многих участках имеют высокий правый и низкий левый берег. В долинах малых рек эта закономерность практически не проявляется.

Природные ресурсы.

Природные ресурсы – компоненты природы, которые используются человеком на данном уровне развития цивилизации в хозяйственной деятельности.

Строение Земли.

25. Особенности плана местности, географической карты, глобуса, аэрокосмического снимка, как пространственных моделей Земли.

План местности – чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе и в условных знаках, построенный без учета кривизны земной поверхности.

Географическая карта – уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное по определенным математическим законам в системе условных обозначений. Карта показывает размещение явлений природы, их свойства, взаимосвязи, техногенную среду. Географическая карта не является уменьшенной копией местности, в отличие от плана. Возможно искажение и нанесение только необходимых важных объектов.

Глобус – уменьшенная модель Земли, отражающая ее шарообразную форму. На глобусе сохраняются геометрические свойства изображенных объектов, их линейные и площадные размеры, углы и формы, принятый масштаб одинаков во всех частях глобуса, а градусная сеть построена без искажений.

Аэрокосмический снимок – это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.

Атмосфера Земли.

Атмосфера — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства. Толщина атмосферы — примерно 120 км от поверхности Земли.

Погода.

Погода — совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определенный момент времени в той или иной точке пространства.

Выделяют периодические и непериодические изменения погоды. Периодические изменения погоды зависят от суточного и годового вращения Земли. Непериодические обусловлены переносом воздушных масс. Они нарушают нормальный ход метеорологических величин (температура, атмосферное давление, влажность воздуха и т.д.). Несовпадения фазы периодических изменений с характером непериодических приводят к наиболее резким изменениям погоды.

Климат.

Климат — многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.

Климатообразующие факторы:

- положение Земли;

- распределение суши и моря;

- циркуляция атмосферы;

- океанические течения;

- рельеф земной поверхности.

Ветер.

Ветер — поток воздуха. На Земле ветер является потоком воздуха, который движется преимущественно в горизонтальном направлении. Ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут, бриз, который зависит от разницы нагрева особенностей рельефа на протяжении суток, длится несколько часов, глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры — муссоны — имеют продолжительность несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, дуют постоянно и называются пассаты. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы. Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лёсс) или эрозию. Они могут переносить пески ипыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу. Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.

Солнечная радиация.

Солнечная радиация — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.

Солнечная радиация сильно влияет на Землю только в дневное время, безусловно — когда Солнце находится над горизонтом. Также солнечная радиация очень сильна вблизи полюсов, в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. Однако зимой в тех же местах Солнце вообще не поднимается над горизонтом, и поэтому не влияет на регион. Солнечная радиация не блокируется облаками, и поэтому всё равно поступает на Землю (при непосредственном нахождении Солнца над горизонтом). Солнечная радиация - это сочетание ярко-жёлтого цвета Солнца и тепла, тепло проходит и сквозь облака. Солнечная радиация передаётся на Землю посредством излучения, а не методом теплопроводности.

Литосфера Земли.

Литосфера Земли – каменная оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии; простирается до атмосферы и имееттолщину 150-200км.

Она разбита глубинными разломами на крупные блоки (литосферные плиты). Они двигаются в горизонтальном направлении со средней скоростью 5-10 см/год. Крупных литосферных плит 7: Евразийская, Тихоокеанская, Африканская, Индийская, Антарктическая, Североамериканская и Южно-Американская.

Земная кора – первая оболочка твердого тела Земли, имеющая толщину 30-40 км. От мантии земная кора отделена сейсмическим разделением, называемым системой Мокко.

Классификация рельефа.

Классификация рельефа — систематизация форм рельефа по ряду признаков. Различают К. р.: 1) геотект., подчеркивающую зависимость рельефа от тект. режима, т. е. интенсивности и направленности новейших тект. движений (рельеф платформ, областей горообразования, геосинклинальных); 2) генетическую — по процессам и агентам морфогенеза — рельеф денудационно-тект. (высочайших, высоких, средних, низких гор и холмогорий) и вулканогенный, обусловленный гл. обр. эндогенными процессами; денудационный — цокольный, пластовый — и аккумулятивный, формирующийся под действием преимущественно экзогенных процессов — гравитационный речной, морской, озерный, ледниковый, водноледниковый, мерзлотный, эоловый, карстовый, биогенный, техногенный; 3) морфогенетическую по типам рельефа; 4) возрастную — по возрасту или этапам рельефообразования.

45. Факторы рельефообразования.

Рельеф формируется в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил. Эндогенные и экзогенные процессы рельефообразования действуют постоянно. При этом эндогенные процессы в основном создают главные черты рельефа, а экзогенные пытаются выровнять рельеф. Эндогенные силы вызывают: движения литосферы, образование складок и разломов, землетрясения и вулканизм. Все эти движения отражаются в рельефе и приводят к образованию гор и прогибов земной коры. Экзогенные процессы связаны с поступлением на землю солнечной энергии. Но протекают они при участии силы тяжести. При этом происходит:

Выветривание горных пород;
Перемещение материала под действием силы тяжести (обвалы, оползни, осыпи на склонах);
Перенос материала водой и ветром.

Гидросфера Земли.

Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, состоящая из Мирового океана и внутриматериковых водоемов; это основная часть поверхности Земли (площадь более 75% от общей поверхности – 510 млн. км2).

Климат на Земле во многом зависит от состояния водяного пара в атмосфере. На больших высотах в атмосфере сохраняется только твердая вода или отдельные молекулы, что свидетельствует о нахождении в открытом космосе; в глубинах Земли она переходит в парообразное, затем в плазменное, а еще глубже в химически связанное состояние.

В гидросфере содержится 1554 млн. км3 воды.

Наука, изучающая гидросферы называется гидрология:

- Общая гидрология:

o Гидрология суши (ледники, болота, реки и т.п.);

o Гидрология морей;

o Гидрология подземных вод;

- Региональная гидрология (конкретные водные объекты);

- Инженерная гидрология (методы расчета и прогноза гидрологических характеристик – приливов и отливов).

Биосфера Земли.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни».

· Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

· Нижняя граница в литосфере: 3, 5—7, 5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

· Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Методологические цели и задачи курса «Землеведение». Структура землеведения как естественной науки

12 3 4 Следующая ⇒