Вопрос 1. Общая характеристика Солнечной системы.

Землеведение.

Вопрос 1. Общая характеристика Солнечной системы.

Солнце — звезда Солнечной системы и её главный компонент.

Солнце – рядовая желтая звезда, средней величины и средней скорости.

Диаметр = 1, 391, 000 км

Масса составляет 99, 86% всей массы Солнечной Системы

Вращается вокруг своей оси за 25-27 суток

Солнечная система — это планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца.

Вокруг Солнца обращается 8 больших планет - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун со спутниками, астероидами (малые планеты), кометы, метеориты, межпланетный газ. Вместе с Солнцем эти небесные тела образуют солнечную систему. Масса системы на 99, 8% сосредоточена в Солнце.

План строения солнечной системы вот многом такой же, как и Галактики:

1) все планеты находятся приблизительно в одной плоскости;

2) их орбиты, за исключением Меркурия, обладают малым эксцентриситетом (числовая характеристика конического сечения);

3) обращение планет вокруг Солнца происходит в одну сторону – против часовой стрелки для наблюдателя, смотрящего с северного полюса.

4) осевое вращение планет, за исключением Венеры, происходит в ту же сторону;

5) средние расстояния планет от Солнца увеличиваются закономерно.

Планеты по физическим свойствам делятся на две группы:

1) типа Земли – Меркурий, Венера, Земля и Марс; (состоят из тяжелых элементов, твёрдые, обладают значительной массой, но невелики по размеру).

2) планеты-гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. (При громадных размерах имеют малую среднюю плотность. Допускается оболочное строение: твёрдое ядро, ледяная оболочка, оболочка из твёрдого водорода и атмосфера из метана и аммиака.)

Первая от Солнца планета Меркурий (0, 4 а. е. от Солнца). Обращающаяся вокруг Солнца за 88 земных суток. Поверхность Меркурия нагревается на солнечной стороне до 613 К, а на ночной остывает до -240 К. Атмосферы на нём не обнаружено, жизнь в этих условиях зародиться не могла.

Вторая планета Венера (0, 815 земной массы). Поверхность её закрыта плотной атмосферой. У Венеры нет спутников. Это самая горячая планета, температура её поверхности превышает 400 °C.

Третья планета от Солнца Земля. Земля является крупнейшей и самой плотной из внутренних планет. У Земли наблюдается тектоника плит. У Земли есть один естественный спутник — Луна, единственный большой спутник планет земной группы Солнечной системы.

Четвертая по удалённости от Солнца планета Марс (0, 107 массы Земли). У Марса есть атмосфера. У планеты есть два спутника — Фобос и Деймос.

Вопрос 2. Влияние космических тел Солнечной системы на процессы и явления, происходящие на Земле.

Вопрос 3. Солнечное излучение, его состав и свойства электромагнитных волн.

Солнечное излучение – это поток электромагнитных волн различной длины и энергии.

Солнечное излучение означает интегральное излучение, включающее почти весь электромагнитный спектр, начиная с космических, гамма-, рентгеновских, ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных лучей и кончая радиоволнами с длиной в несколько десятков метров. Газовая оболочка Земли - атмосфера - защищает поверхность от проникновения коротковолнового излучения вплоть до коротковолновых ультрафиолетовых лучей (с длиной волны короче 290 нм). Интенсивность солнечного излучения и спектральный состав солнечного излучения зависят от высоты Солнца над горизонтом и прозрачности атмосферы, а также от высоты местности над уровнем моря (чем выше, тем интенсивнее солнечное излучение) и географической широты местности (чем больше широта, тем меньше солнечное излучение). Суммарное солнечное излучение состоит из прямого, рассеянного и отраженного солнечного излучения.

Свойства электромагнитных волн:

1) электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами.

Наличие ускорения - главное условие излучения электромагнитных волн;

2) такие волны могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых средах, но и в вакууме;

3) электромагнитная волна является поперечной;

4) скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с; при переходе из одной среды в другую частота волны не изменяется;

5) электромагнитные волны могут поглощаться веществом;

6) Попадая на границу раздела двух сред, часть волны отражается, а часть проходит в другую среду, преломляясь.

Характеристика Солнечного излучения

Диапазон	Длины волн	Энергия	%	Источник излучения
1.Жесткое космическое излучение	Длина Волн Увели- чивает- ся	Энергия уменьша-ется	1%	Хромосферные вспышки
2. Гамма-излучение
Корона Хромосфера
3.Рентгеновское излучение
4.Ультрафиолетовые излучения
5.Фиолетовый свет	81 %	Фотосфера
6.Синий свет
7.Зеленый свет
8.Желтый свет
9.Оранжевый свет
10.Красный свет
18 %
Фотосфера Корона и хромосфера
11.Инфракрасные излучения
12.Радиоизлучения

Вопрос 4. Солнечный ветер и его компоненты.

Солнечный ветер – это распространение плазмы в межпланетное пространство. Солнечный ветер представляет собой поток протонов и электронов.

Множество природных явлений связано с солнечным ветром, в том числе такие явления космической погоды, как магнитные бури и полярные сияния.

Солнечный ветер состоит в основном из электронов, протонов и ядер гелия (альфа-частиц); ядра других элементов и неионизированных частиц (электрически нейтральных) содержатся в очень незначительном количестве.

Интенсивность солнечного ветра зависит от изменений солнечной активности и его источников. Многолетние наблюдения на орбите Земли (около 150 000 000 км от Солнца) показали, что солнечный ветер структурирован и обычно делится на спокойный и возмущенный (спорадический и рекуррентный). В зависимости от скорости, спокойные потоки солнечного ветра делятся на два класса: медленные (примерно 300—500 км/с около орбиты Земли) и быстрые (500—800 км/с около орбиты Земли).

Солнечный ветер порождает на планетах Солнечной системы, обладающих магнитным полем, такие явления, как полярные сияния и радиационные пояса планет.

Компоненты солнечного ветра:

1) спокойный солнечный ветер – постоянно существующий поток солнечной плазмы, заполняющий всё межпланетное пространство вплоть до границ гелиосферы. (50 -200 а.е.);

2) квазистационарные высокоскоростные потоки солнечной плазмы, ответственные за рекуррентные геомагнитные возмущения возмущения;

3) спорадические высокоскоростные потоки – относительно кратковременные, чрезвычайно неоднородные и сложные по структуре образования, ответственные за спорадические магнитосферные возмущения.

Вопрос 5. Роль солнечного излучения в возникновении фотохимических реакций и реакций рекомбинации. Суть этих реакций.

Вопрос 7. Роль магнитосферы в защите Земли от плазмоидов и корпускулярных частиц. Понятие о радиационных поясах и магнитных ловушках.

Вопрос 8. Развитие представлений о форме и размерах Земли. Оценка вклада Аристотеля, Эратосфена и И. Ньютона в решении данного вопроса.

Вопрос 10. Современные представления о форме нашей Планеты. Земля как трехосный эллипсоид и геоид.

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Расхождение геоида с аппроксимирующим его эллипсоидом достигает 100 метров. Средний диаметр планеты равен примерно 12 742 км, а окружность — 40 000 км.

Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой твёрдой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (11 022 м под уровнем моря). Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0, 17 %.

Из-за выпуклости экватора самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.

Геоид – это тело, поверхность которого в каждой точке перпендикулярна вектору силы тяжести.

Поверхность океанов и геоида почти совпадают, на материках такого совпадения нет.

В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Референц-эллипсоиды в целом имеют геометрические параметры, отличные от геометрических параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.

На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.

Вопрос 11. Осевое вращение Земли и его влияние на форму нашей Планеты, возникновение суточной ритмики природных процессов и возможности построения сетки географических координат.

+ к вопросам 11 - 13 – Учебник - А.П. Шубаев - стр. 67-78!!!!!!!

Земля совершает много различных движений, из которых важное географическое значение имеют:

1) cуточное вращение вокруг оси;

2) годовое обращение вокруг Солнца;

3) движение вокруг общего центра тяжести системы Земля – Луна.

Осью вращения Земли называется прямая, проходящая через центр её массы, вокруг которой Земля вращается.

Вращение Земли (вместе с шарообразной формой) в поле солнечной радиации (свет и тепло) определяет западно-восточное протяжение зон природы.

Для природы земной поверхности осевое вращение Земли имеет большое значение.

Оно создаёт основную единицу времени – сутки, делящиеся на две главные части – освещенную и неосвещенную.

От суток зависит важнейшая черта теплового режима (а не количества тепла) земной поверхности – смена дневного нагревания и ночного охлаждения. При этом важна не только смена, но и их продолжительность.

Суточная ритмика проявляется и в неживой природе: в нагревании и охлаждении горных пород и выветривании, температурном режиме водоёмов, температуре воздуха и ветрах, наземнх осадках.

Суточное вращение и его значение для географической оболочки. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости эклиптики (плоскости земной орбиты) на угол в 23, 5º. Угол наклона при движении по орбите вокруг Солнца сохраняется.

Осевое вращение Земли происходит с запада на восток или против часовой стрелки, если смотреть от северного полюса Мира.

Оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа (гражданское время).

Среднее звёздное время – это время между двумя последующими кульминациями звезды над данными меридианами. (23 ч 56 мин 4 с).

Солнечное время – это промежуток времени между двумя последующими кульминациями Солнца над данными меридианами.(24 ч 3 мин 56 с).

Угловая скорость вращения – это угол, на который поворачивается любая точка, находящаяся на поверхности земли за час (15^о в час).

Линейная скорость вращения:

· на экваторе – максимум 464 м/с

· 10^{о –}456, 6 м/c

· 30^о– 401, 8 м/с

· 60^о – 232 м/с

Величина, меняющейся скорости сказывается на величине центробежной силы (прямо пропорционально).

Линейная скорость сказывается на форме планеты (обуславливает сжатие планеты с полюсов).

Благодаря вращению поверхности Земли есть две подвижные точки (Северного и Южного полюсов), которые дают возможность построения координатной сетки.

Экватор – это воображаемая линия, образ. в результате пересечения Земли плоскостью, перпендикулярно земной оси и проведенной через центр Земли.

Параллели – это воображаемые линии, образ. в результате пересечения Земной поверхности плоскостями, параллельными экватору.

Меридианы – это воображаемые линии, образ. в результате пересечения Земной поверхности плоскостью через Северный и Южный полюс.

Вопрос 14. Явление прецессии, его природа и отдаленные последствия для нашей Планеты.

Прецессия – это явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве под действием момента внешней силы.

Прецессия – это медленный поворот (за 26 тыс. лет) поворот оси в пространстве.

Причина земной прецессии сложна. Во-первых, Земля не является совершенной сферой, она немного сплюснута, а это приводит к тому, что большой круг экватора больше «меридианных» больших кругов, проходящих через полюса. Во-вторых, Солнце и Луна не лежат в экваториальной плоскости Земли. В результате гравитационное взаимодействие с Луной и Солнцем на полюсах добавляет к линейной силе слабый вращательный момент. Этот момент и вызывает прецессию вращающегося тела.

С прецессией связано периодическое изменение климата Земли, в частности, глобальное потепление в последнее время.

Прецессия равноденствий приводит к тому, что в одном из полушарий зима наступает, когда Земля находится в перигелии (ближайшей к Солнцу точке); в свою очередь это означает, что лето наступает в афелии и оказывается относительно холодным, так что не весь лёд, намерзший зимой, успевает растаять следующим летом, в результате чего создаются условия для роста ледников.

Вопрос 16. Орбитальное вращение Земли и сезонная ритмика природных явлений: изменение продолжительности светового дня, высоты полуденного Солнца и количества солнечной энергии, поступающей на Земную поверхность.

+ Учебник - А.П. Шубаев – стр. 72-74!!!!!!!

В природе нет тел и явлений, которые не испытывали бы влияния сезонной ритмики.

Солнечное облучение Земли симметрично относительно плоскости экватора только два раза в год, в дни равноденствия. Наклон оси вращения и годовое движение Земли делает и облучение её Солнцем диссимметричным: в январскую часть года больше тепла получает южное полушарие, в июльскую – северное. В этом и заключается причина сезонной ритмики географической оболочки.

Сезоны проявляются не однозначно для полушария, а по определенным поясам, которые получили название поясов освещения.

В первом приближении достаточно выделить в каждом полушарии по три пояса:

1) тропический (ограниченный тропиками) – характерно пребывание Солнца в зените на каждой широте два раза в год (на тропике один) и малая разница в продолжительности дня по месяцам;

2) умеренный (идущий до полярного круга) – характеризуется большой сезонной разницей в высоте Солнца и продолжительности дня;

3) полярный – присущи полярная ночь и полярный день, долгота которых зависит от географической широты.

Изменение полуденной высоты Солнца. В результате перемещения по эклиптике Солнце ежедневно меняет точки восхода и захода, а также свою полуденную высоту. Так, на широте Санкт-Петербурга (находится на 60° с.ш.) в день зимнего солнцестояния, т. е. около 22 декабря, Солнце восходит на юго-востоке, в полдень достигает небесного меридиана на высоте всего 6°, 5 и заходит на юго-западе. Этот день в Ленинграде самый короткий в году — он длится всего 5 час. 54 мин.

На следующий день Солнце взойдет уже несколько восточнее, в полдень поднимется немного выше вчерашнего, а зайдет несколько западнее. Так будет продолжаться до дня весеннего равноденствия, наступающего около 21 марта. В этот день Солнце взойдет точно в точке востока, а высота его увеличится на 23°, 5 по сравнению с полуденной высотой в день зимнего солнцестояния, т. е. будет равна 30°. Затем Солнце начнет опускаться и зайдет точно в точке запада. В этот день ровно половину своего видимого пути Солнце совершит над горизонтом, а другую половину — под ним. Поэтому день будет равен ночи.

Количество солнечной энергии, падающей на поверхность Земли, изменяется вследствие движения Солнца. Эти изменения зависят от времени суток и времени года. Обычно в полдень на Землю попадает больше солнечной радиации, чем рано утром или поздно вечером. В полдень Солнце находится высоко над горизонтом, и длина пути прохождения лучей Солнца через атмосферу Земли сокращается. Следовательно, меньше солнечной радиации рассеивается и поглощается, а значит больше достигает поверхности.

Вопрос 33. Биосфера как совокупность четырех царств природы. Химический состав живого вещества. Экологические группы организмов – организмы продуценты, редуценты и консументы, их подразделение на автотрофы и гетеротрофы.

Биосфера – это сфера жизни, целостная планетная оболочка.

В состав биосферы входят семь различных, но взаимодействующих частей:

1) живое вещество – совокупность бесчисленного множества живых организмов – бактерий, растений и животных;

2) биогенное вещество, созданное и переработанное жизнью, - угли, известняки, битумы и др.;

3) косное вещество, в образовании которого жизнь не участвует, - горные породы эндогенного происхождения, некоторые газы и пр.;

4) биокосное вещество, которое создаётся одновременно и процессами косной материи и живыми организмами, - вся природная вода, воздух тропосферы, породы коры выветривания;

5) радиоактивные элементы, поступающие из недр планеты;

6) Вещество космического происхождения;

7) Рассеянные атомы.

Живое вещество – это живые организмы, населяющие нашу планету.

Живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы, однако соотношение этих элементов различно. Основными элементами живых существ являются С, О, N и Н.

Продуценты – это организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. Это, в основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий - хемотрофов способны на чисто химический синтез органики без солнечного света.

Редуценты – это микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические и простейшие органические соединения.

Консументы – это гетеротрофы, организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые автотрофами (продуцентами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических.

Автотрофы – это организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.

Гетеротрофы – это организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических, путём фотосинтеза или хемосинтеза.

В литосфере.

Литосферные круговороты проявляются двояко. Во-первых, это действительно перемещение вещества самыми разнообразными механическими путями, что соответствует понятию «круговорот горных пород». Во-вторых, это изменение вещественного состава перемещаемых или пребывающих в состоянии покоя горных пород (перенос минеральных веществ в земной коре), и такие процессы чаще называют геохимическими круговоротами.

Круговорот энергии и вещества в литосфере составляет систему геологических процессов. К геологическим процессам относятся гипергенез - разрушение горных пород на поверхности суши, седиментогенез (осадконакопление) - отложение слоев глин, песков на дне морей, вулканизм и другие.

Круговорот энергии состоит из трех звеньев: начального, промежуточного и заключительного. Сначала кинетическая энергия в виде потенциальной накапливается в веществе. Затем потенциальная энергия переходит в кинетическую тепловую, которая выделяется из вещества. Суть заключительного звена в удалении освобожденной тепловой энергии.

Круговорот вещества также состоит из трех звеньев. Вначале различные вещества перемешиваются с усреднением химического состава. Затем вещество разделяется на две части разного химического состава. После одна часть вещества, поглотившая выделенную тепловую энергию, удаляется.

В гидросфере

В атмосфере

В биосфере

В географической оболочке.