Реки умеренного климата. Годовая амплитуда температур

- реки с неустойчивым ледовым покровом, вскрывающиеся во время оттепелей;

- реки с ледовым покровом, образующимся не каждый год.

3. Годовые амплитуды

Годовая амплитуда температур поверхности равна разнице между максимальными и минимальными среднемесячными температурами. Годовая амплитуда температур поверхности возрастает с увеличением широты места, что объясняется возрастанием колебаний величины солнечной радиации. Наибольших значений годовая амплитуда температур достигает на континентах; на океанах и морских берегах годовые амплитуды температур значительно меньше. Самая маленькая годовая амплитуда температур отмечается в экваториальных широтах, где она составляет 2-3°. Самая большая годовая амплитуда - в субарктических широтах на материках - более 60°.

Годовой ход температуры воздуха определяется прежде всего широтой места. Годовой ход температуры воздуха - изменение среднемесячной температуры в течение года. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами. Выделяют четыре типа годового хода температуры; в каждом типе два подтипа - морской и континентальный, характеризующиеся различной годовой амплитудой температуры. В экваториальном типе годового хода температуры наблюдается два небольших максимума и два небольших минимума. Максимумы наступают после дней равноденствия, когда Солнце в зените над экватором. В морском подтипе годовая амплитуда температуры воздуха составляет 1-2°, в континентальном 4-6°. Температура весь год положительная.

В тропическом типе годового хода температуры выделяется один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум - после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии. В морском подтипе годовая амплитуда температур равна 5°, в континентальном 10-20°.      

В умеренном типе годового хода температуры также наблюдается один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии, зимой температуры отрицательные. Над океаном годовая амплитуда температуры составляет 10-15°, над сушей увеличивается по мере удаления от океана: на побережье - 10°, в центре материка - до 60°.

В полярном типе годового хода температуры сохраняется один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии, температура большую часть года - отрицательная. Годовая амплитуда температуры на море равна 20-30°, на суше - 60°.

Выделенные типы годового хода температуры воздуха отражают зональный ход температуры, обусловленный притоком солнечной радиации. На годовой ход температуры воздуха большое влияние оказывает перемещение воздушных масс. В Европе наблюдаются возвраты холодов, связанные с вторжением арктических воздушных масс. Ранней осенью происходят возвраты теплоты, связанные с вторжением тропического воздуха. Это явление получило название «бабьего лета», иногда потепление столь значительно, что начинается цветение плодовых деревьев.

Географическое распределение температуры воздуха показывают с помощью изотерм - линий, соединяющих на карте точки с одинаковыми температурами. Распределение температуры воздуха зонально, годовые изотермы в целом имеют субширотное простирание и соответствуют годовому распределению радиационного баланса. Все параллели Северного полушария теплее южных, особенно велики различия в полярных широтах. Антарктида является планетарным холодильником и действует выхолаживающе на Землю. Термический экватор - полоса самых высоких годовых температур - располагается в Северном полушарии на широте 10° с.ш. Летом термический экватор смещается до 20° с.ш., зимой - приближается к экватору на 5° с.ш. Смещение термического экватора в Северное полушарие объясняется тем, что в Северном полушарии площадь суши, расположенная в низких широтах, больше по сравнению с Южным полушарием; а она в течение года имеет более высокие температуры. Широтное распределение годовых изотерм нарушают теплые и холодные течения. В умеренных широтах Северного полушария западные берега, омываемые теплыми течениями, теплее восточных берегов, вдоль которых проходят холодные течения. Следовательно, изотермы у западных берегов изгибаются к полюсу, у восточных берегов - к экватору.

На карте летних температур (июль в Северном полушарии и декабрь в Южном) изотермы располагаются субширотно, т. е. температурный режим определяется солнечной инсоляцией. Летом материки больше прогреты, изотермы над сушей изгибаются в сторону полюсов.

На карте зимних температур (декабрь в Северном полушарии и июль в Южном) изотермы значительно отклоняются от параллелей. Над океанами изотермы далеко продвигаются к высоким широтам, образуя «языки тепла»; над сушей изотермы отклоняются к экватору. Изотерма 0 °С в Северной Америке проходит по 40° с.ш., у берегов Европы - по 70° с.ш. Отклонение изотерм к северу у берегов Норвегии обусловлено влиянием мощного теплого Северо-Атлантического течения и западных ветров.

Средняя годовая температура Северного полушария + 15,2 °С, а Южного + 13,2 °С. Минимальная температура в Северном полушарии достигала - 77 °С (Оймякон) и - 68 °С (Верхоянск). В Южном полушарии минимальные температуры гораздо ниже; на станциях «Советская» и «Восток» была отмечена температура - 89,2 "С. Минимальная температура в безоблачную погоду в Антарктиде может опускаться до - 93 °С. Самые высокие температуры наблюдаются в пустынях тропического пояса, в Триполи + 58 °С; в Калифорнии, в долине Смерти отмечена температура + 56,7°.

О том, насколько сильно материки и океаны влияют на распределение температур, дают представление карты изаномал. Изаномалы - линии, соединяющие точки с одинаковыми аномалиями температур. Аномалии представляют собой отклонения фактических температур от среднеширотных. Аномалии бывают положительные и отрицательные. Положительные аномалии наблюдаются летом над прогретыми материками, над Азией температуры выше среднеширотных на 4°. Зимой положительные аномалии располагаются над теплыми течениями; над теплым Северо-Атлантическим течением у берегов Скандинавии температура выше нормы на 28 °С. Отрицательные аномалии ярко выражены зимой над охлажденными материками и летом - над холодными течениями. Например, в Оймяконе зимой температура на 22 °С ниже нормы.

Тропики и полярные круги нельзя считать действительными границами тепловых (температурных) поясов, так как на распределение температур влияет еще ряд факторов: распределение суши и воды, течений. За границы тепловых поясов приняты изотермы. Жаркий пояс располагается между годовыми изотермами 20 °С и оконтуривает полосу дикорастущих пальм.

Границы умеренного пояса проводятся по изотерме 10°С самого теплого месяца. В Северном полушарии граница совпадает с распространением лесотундры. Граница холодного пояса проходит по изотерме 0°С самого теплого месяца. Пояса (области) мороза располагаются вокруг полюсов.

4.     О чем свидетельствует карта осадков

вода озеро река амплитуда осадки

Атмосферными осадками называют капли и кристаллы воды, выпавшие на земную поверхность из атмосферы.

Капли и кристаллы в облаке очень малы, их легко удерживают восходящие токи воздуха. Чтобы капли начали расти, желательно присутствие в облаке капель разных размеров или капель и кристаллов. Если в облаке присутствуют капли разных размеров, начинается перемещение водяного пара к более крупным каплям и их рост. Растут капли и при соударении друг с другом. Благоприятным условием для образования осадков является наличие в облаке кристаллов льда и капелек воды. При этом наблюдается испарение капелек воды и сублимация водяного пара на поверхности кристаллов.

Осадки по земной поверхности распределены зонально. Наглядное представление о распределении осадков дает карта изогнет. Изогиеты - линии, соединяющие на карте точки с одинаковым количеством осадков. Максимальное количество осадков приходится на области пониженного давления с восходящими токами воздуха: в экваториальных 1500-2000 мм в год и в умеренных широтах до 1000 мм в год. На экваторе осадки внутримассовые, объясняются термической конвекцией и неустойчивой стратификацией воздуха; в умеренных широтах осадки, в основном фронтальные, образуются на фронтах при движении атмосферных вихрей - циклонов. Минимальное количество осадков характерно для областей с повышенным давлением и нисходящими токами воздуха. В тропических широтах количество осадков составляет 100-200 мм в год (кроме восточных берегов), в полярных широтах над ледяными щитами Антарктиды и Гренландии - до 100 мм в год. Абсолютный максимум осадков приходится на предгорья Гималаев (Черрапунджи - 12 660 мм), Анд (Тутунендо, Колумбия 11 770 мм). Минимальное количество осадков характерно для пустыни Атакама - 1 мм.

В годовом режиме осадков выделяют четыре типа годового хода осадков. Для экваториального типа годового хода осадков характерно практически равномерное выпадение осадков в течение года с двумя небольшими максимумами после дней равноденствия, общее количество составляет 1500-2000 мм.

В муссонном типе годового хода осадков наблюдается один абсолютный летний максимум осадков, зимой осадков мало. Количество осадков в тропических широтах равно 1500 мм, во внетро-пических широтах оно уменьшается до 1000-700 мм.

Средиземноморский тип годового хода осадков отличается зимним максимумом, связанным с активизацией полярного фронта. Летом при господстве тропической воздушной массы количество осадков резко уменьшается. В этом типе общее количество осадков уменьшается от 1000 мм на западных берегах материков до 300 мм внутри континента.

В умеренном типе выделяется два подтипа - морской и континентальный. В умеренном морском подтипе наблюдается практически равномерное выпадение осадков в течение года с небольшим зимним максимумом; общее количество осадков 1000-700 мм. Зимний максимум осадков связан с усилением циклонической активности в зимний сезон. В умеренном континентальном подтипе отмечается летний максимум осадков, количество зимних осадков немного меньше. Летний максимум осадков объясняется увеличением абсолютной влажности воздуха при повышении температур. Кроме того, прибавляются конвективные осадки, которых зимой нет. Для Московской области среднегодовое количество осадков составляет 560-600 мм.

5.     Теории происхождения подземных вод

Подземной водой называют всякую воду, находящуюся под земной поверхностью независимо от того, циркулирует ли она в рыхлых поверхностных проницаемых породах, или залегает под изолирующим непроницаемым слоем, или, наконец, заполняет трещины и пустоты плотных горных пород.

По своему происхождению подземные воды прежде всего могут быть разделены на две категории: на вадозные и ювенилъиые воды. Первые происходят в том или другом виде из атмосферы и участвуют в общем круговороте воды с поверхностными и атмосферными водами, вторые возникают в недрах земли при выделении газов и ров расплавленными жидкими массами и, поднимаясь в виде перепетого пара, достигают верхних холодных горизонтов земной коры, и переходят в капельножидкое состояние. Смешиваясь с вадозной водой и повышая ее температуру, такая вода в чистом виде редко походит до земной поверхности.

По вопросу о происхождении подземных вод с глубочайшей древности существовали весьма различные воззрения.

У авторов классической древности, например у Платона, а отчасти и в христианском Средневековье, преобладал тот взгляд, что воды океана через «тартар» - большое отверстие в глубинах океана - проникают в недра земли и затем, после более или менее продолжительного подземного пробега, вновь выходят на поверхность в виде источников. Известный современный гидрогеолог Кейльгак справедливо отмечает, что в воззрениях Платона сказываются те впечатления, какие производили в древности карстовые потоки, исчезавшие в подземные пустоты.

Аристотель и Сенека Младший полагали, что воздух, проникающий в подземные пустоты и пещеры, там сгущается в воду под действием холода и тьмы, аналогично тому, как это происходит в верхних холодных слоях атмосферы или па поверхности земли в темных и холодных местах. Из авторов древности лишь у Марка Витрувия Поллия мы находим теорию происхождения грунтовых вод (инфильтрационную), сходную с существующими в настоящее время воззрениями, но взгляды Поллия были забыты, и до конца XVI столетия нельзя констатировать никакого прогресса в вопросе о происхождении подземных вод.

Из позднейших воззрений обращают на себя внимание взгляды Декарта. В XVII в. Декарт полагал, что морская вода по подземным каналам попадает в пустоты, находящиеся в глубине земли, и там превращается в нар под влиянием теплоты земного ядра; поднимающиеся пары охлаждаются в поверхностных частях земной коры, конденсируются и вытекают в виде источников. Кеплер высказал мнение, что земля, наподобие зверя, вдыхает воду морей, переваривает и ассимилирует ее в своем теле, при этом подземные воды я источники не что иное, как побочные продукты, выделяемые после совершившегося обмена веществ. Интересно отметить, что воззрения, совпадающие с кеплеровскими, были высказаны в 1821 г. ученым Христианом Кеферштейном. Подобно Декарту, и Афанасий Кирхер указывает на море как первоисточник всех подземных вод. По воззрению Кирхера, ядро земли представляет огяедпожидкую массу, окруженную твердой корой, в которой рассеяны очаги магмы - пирофиляции, последние через посредство каналов, доходящих до земной поверхности, обусловливают вулканическую деятельность земли. Между пирофиляциями в твердой земной коре рассеяно множество обширных, наполненных водой пустот - гидрофиляций. Гидрофиляции питаются морем, и морские водовороты ироде Сциллы и Харибды и норвежского Мальстрима указывают те места, где вода через огромные воронки на дне проникает в глубину. Из гидрофиляций вода поднимается вверх двояким путем: или под влиянием нагревания соседними пирофиляциями она превращается в пар и вытекает на поверхность в виде горячих источников, или же| она всасывается капиллярами горных пород, поднимается в поверхностные горизонты земной коры, где скопляется в пещерах и пустотах, особенно многочисленных в горных областях. В противоположность этим воззрениям, ставящим в связь подземные воды с морской водой, в 1650 г. была формулирована Верпаром Палисси инфильтрационная теория, позднее всесторонне разработанная и обоснованная Мариоттом.

Согласно этой теории все подземные (или грунтовые) воды происходят от атмосферных осадков (дождя и талого снега), которые, просачиваясь через проницаемые породы или трещины плотных горных пород, достигают водоупорного слоя и, двигаясь по этому слою, выходят на поверхность в виде источников. При обосновании этой теории Мариотт утверждал, что атмосферных осадков вполне достаточно для питания источников и что источники в дождливое время богаче водой, а в сухое беднеют водой, а иногда и совсем иссякают.

Эта теория мало-помалу сделалась господствующей в науке.
Противником инфильтрационной теории в 1877 г выступил Отто Фольгер, утверждавший, что просачивание атмосферных осадков невозможно на сколько-нибудь значительную глубину.

Основные положения его критики инфильтрационной теории сводятся к следующим положениям:

1)                Самый сильный дождь не в состоянии заставить воду проникнуть сколько-нибудь глубоко. В садовой почве на глубине всего каких-либо нескольких дециметров просачивание воды прекращается, и ниже находится совершенно сухая земля.

2)                Свойства почвы препятствуют просачиванию воды даже из весьма обильных водоемов; если бы дело обстояло иначе, то реки, озера и даже моря должны были бы в конце концов утратить свою воду. Туннели под ложем реки и выработки ниже уровня моря доказывают будто бы также, что земля непроницаема для воды. Благодаря этому свойству земли мы можем из нее возводить дамбы и плотины. Вследствие плохой проницаемости почвы не может происходить загрязнение грунтовых вод так называемыми городскими стоками.

3)                Кроме того, по мнению Фольгера, атмосферных осадков недостаточно для питания рек, так как на земной поверхности испаряется больше воды, чем получается ее в виде атмосферных осадков.
Подвергнув критике инфильтрационную теорию, Фольгер взамен ее предложил конденсационную теорию, которая в общих чертах сводится к следующему: вся грунтовая вода получается от конденсации паров атмосферного воздуха в более холодных слоях земли. Воздушная оболочка земли не ограничивается поверхностью последней, но проникает глубоко во внутренние слои, причем между наружной атмосферой и воздухом, находящимся в земле, происходит постоянный обмен, в зависимости от условий температуры, влажности и давления. Выставленные Фольгером положения вызвали, однако, ряд веских возражений. Так, указывали, что инфильтрация вызывается не сильным дождем, а мелким, но продолжительным, так как, действительно, во время ливня дождь, заполняя поверхностные поры, препятствует дальнейшему просачиванию воды в почву; кроме того, наблюдения свои Фольгер производил над садовой землей, которая, как губка, набухает от воды и не дает ей просачиваться глубже. В аллювии речных долин инфильтрация обнаруживается на большую глубину. Исследования Высоцкого в степях показали, что еще на глубине 2 м имеется достаточный запас воды. В своих рассуждениях о реках, озерах и роли плотин Фольгер совершенно не принимает во внимание различий в проницаемости горных пород. Реки могут существовать на поверхности земли, если водонепроницаемые породы залегают неглубоко или если большая толща проницаемых пород пропитана водой и вследствие этого-является также водоупорной. Плотины сооружают не из песка и рыхлых пород, а из пород водоупорных. Наконец, колебания грунтовых вод выказывают до известной степени зависимость от количества атмосферных осадков.

Гипотеза Фольгера была сочувственно встречена одними и возражениями со стороны других. Наиболее серьезную критику конденсационной теории дал известный венский ученый Ганн.

После критики со стороны Ганна, Вольни и других ученых теория Фольгера была почти забыта на Западе. У нас теория конденсации развилась совершенно самостоятельно и именно в 90-х годах, когда на Западе она была, невидимому, совсем оставлена и не находила себе более защитников. Наиболее важные работы по конденсации паров в почве принадлежат Головкинскому, Педдакасу, Близнину, Костычеву, Зибольду. Между прочим, наиболее тяжелый удар теории просачивания был нанесен в России, как раз защитниками инфильтрационной теории Измаильским и Высоцким, которые констатировали на степной равнине между поверхностью почвы и грунтовыми водами слой почвы (мертвый горизонт), предельно сухой в течение всего года. Названные авторы указывают, однако, что мертвый горизонт отсутствует под мелкими депрессиями степи (блюдцами, западинами, лощинами), и видят именно в этих последних как бы спускные трубы, посредством которых происходит питание грунтовых вод.

Более ранние опыты над конденсацией паров в почве производил в Крыму Головкинский, причем ему удалось констатировать связь между температурой и количеством осадков.

Когда температура почвы выше температуры воздуха, сгущение подземной росы не происходит, в обратном случае осадки появляются. Зибольд был наведен на мысль о возможности конденсации паров в рыхлых породах находкой в окрестностях Феодосии следов обширных древних гидротехнических сооружений в виде куч из щебня и глиняных труб.

В ближайшее нам время вопрос о происхождении подземных вод получил несколько другую постановку.

Во-первых, ряд авторов, в особенности Мейденбауер, принимая во внимание возражения, сделанные против теории Фольгера, видоизменил ее, допустив проникновение воды в почву в виде конденсированных паров, в так называемом паросферическом состоянии. Именно из такой паросферической влаги с диаметром частиц от 0,02 до 0,006 мм состоят облака. Эти частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе, но, попадая вместе с ним в почву, они сливаются и образуют жидкую воду, причем этот процесс уже не связан ни с какими тепловыми эффектами. Принимая во внимание, что горные вершины очень часто бывают окутаны находящимся в движении туманом, мы легко поймем, что количество сгущаемой из него влаги в порах и трещинах горной породы может быть довольно значительным. Этим объясняется существование неиссякающих источников на уединенных вершинах и изолированных массивах, несмотря на крайнюю малость соответствующей водосборной площади.

Значительно больший интерес для решения вопроса о происхождении грунтовых вод имеют работы тех авторов, которые выдвигают на первый план новый фактор - упругость водяных паров. Некоторые соображения мы находим уже в работах Кепига, Кюперса, Мичерлиха и Сперанского-Крашенинникова, но наиболее ценной в этом отношении является работа А. Ф. Лебедева - «Роль парообразной воды в режиме почвенных и грунтовых вод».

Теория Лебедева, чуждая односторонности как инфильтрационной, так и конденсационной теорий в духе Фольгера, счастливо устраняет те возражения, которые в свое время делались Фольгеру, и одновременно объясняет целый ряд фактов, которые казались необъяснимыми с точки зрения происхождения грунтовых, вод путем просачивания, как, например, наличность сухого мертвого горизонта. Атмосферная влага попадает в верхние поверхностные слои как путем инфильтрации, так и путем конденсации, дальнейшее ее движение в глубину может происходить в парообразном состоянии.

Работы В. П. Орлова на Репетекской песчаной станции и Ф. П. Саваренского в Муганской степи дали результаты, сходные с наблюдениями Лебедева.

Список использованной литературы

1.Боков В.А., Селиверстов Ю.П., Черванев И.Г. Общее землеведение. – СПб., 1998.

2.Геренчук К.И., Боков В.А., Черванев И.Г. Общее землеведение. - М.: Высшая школа, 1984.

3.Жекулин B.C. Введение в географию. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.

4.Калесник С.В. Основы общего землеведения. - М.: Учпедгиз, 1995.

5.Крубер А.А. "Общее землеведение" Государственно учебно-педагогическое издательство, Москва - Ленинград, 1938 г.

6.Милъков Ф.Н. Общее землеведение. - М.: Высшая школа, 1990.

7.Неклюкова П.Т. Общее землеведение. - М., 2005.

8.Половинкин А.А. Основы общего землеведения. - М., 1998.

9.Шубаев Л.П. Общее землеведение. — М.: Высшая школа, 2006.

Страницы: 1, 2