Общепланетарные факторы воздействия на ГО(магнитное поле, форма и размеры Земли)

Магнитное поле Земли. В географической оболочке и в околоземном пространстве существует магнитное поле, в каждой точке которого стрелка компаса будет располагаться параллельно магнитным силовым линиям. При этом один конец стрелки указывает на северный магнитный полюс, а другой — на южный.

Магнитные полюсы и полюсы географические не совпадают. Известно, что положения магнитных полюсов со временем меняются.

Магнитное поле характеризуется напряженностью. В некоторых местах Земли магнитные силовые линии отклоняются от нормального поля, образуя аномалии.

Предположительно образование магнитного поля связано с динамическими процессами в мантии и ядре Земли. На расстоянии, равном 10—14 земным радиусам от центра планеты, магнитное поле встречается с потоком заряженных скоростных (400 км/с) частиц, именуемых солнечным ветром. Геомагнитное поле, взаимодействуя с солнечным ветром, образует магнитосферу. Под ударами солнечного ветра магнитосфера сжата со стороны Солнца и, напротив, сильно вытянута в антисолнечном направлении. Так образуется хвост магнитосферы, вытянутый на 900—1050 земных радиусов.

Строение магнитного поля Земли меняется в зависимости от широты. Ю. И. Витинский, А. И. Оль, Б. И. Сазонов (1976) различают три широтные зоны в каждом полушарии. 1. Экваториальная зона (25° с. ш.— 25° ю. ш.), отличающаяся малым проникновением протонов высоких энергий в атмосферу Земли. Заслон им создают магнитные силовые линии, которые здесь идут практически параллельно земной поверхности и становятся непробиваемыми для частиц Космоса. 2. Зона умеренных широт (30° с. ш. и 55° ю. ш.), характеризующаяся нарастанием интенсивности потоков. В сторону полюсов проницаемость магнитного поля увеличивается. 3. Зона над полярными областями Земли. Здесь силовые линии магнитного поля более или менее перпендикулярны земной поверхности и образуют воронкообразную конфигурацию или каспов. Через них часть солнечного ветра с дневной стороны проникает в магнитосферу, а затем и в верхнюю атмосферу. Сюда же в период магнитных бурь устремляются частицы из хвостовой части магнитосферы, достигая границ верхней атмосферы в высоких широтах северного и южного полушария. Именно эти заряженные частицы вызывают здесь полярные сияния.

Магнитное поле становится главным препятствием для проникновения в географическую оболочку губительного для живого вещества корпускулярного излучения Солнца. Одновременно магнитосфера пропускает к поверхности планеты рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, радиоволны и лучистую энергию, которая служит основным источником тепла и энергетической базой происходящих в географической оболочке процессов.

Многоразовые опыты с культурными и дикими растениями показали, что особое расположение зародыша семян по отношению к направлению геомагнитного поля влияет в будущем на темпы роста и ориентацию корней. Это явление в органическом мире Земли получило название магнитотропизма.

Форма и размеры Земли, их географические следствия. Сфероидальная форма нашей планеты была первой приближенной моделью.

Такое представление о Земле удовлетворяло ученых вплоть до второй половины XVII в., когда стали известны факты изменения ускорения силы тяжести на разных широтах. Объяснить это можно было лишь отказавшись от сфероидальной модели Земли. Так появилась новая модель планеты — эллипсоид вращения.

В 1873 г. немецкий геодезист Е. Листинг предложил сравнить форму Земли с уровенной спокойной поверхностью Мирового океана, продолженную под континентом. Эта фигура Земли была названа геоидом, что значит «подобный Земле».

Нарастающая точность в определении фигуры Земли имеет важное теоретическое и практическое значение. Но для рассмотрения глобальных общеземлеведческих закономерностей из трех известных моделей достаточно избрать самую простую — шар.

С шарообразной формой Земли связано важное географическое явление — неравномерное распределение солнечной энергии по широтам.

Шарообразная форма Земли в сочетании с параллельным потоком солнечных лучей становится первопричиной компонентов и ландшафтов географической оболочки.

Иные географические следствия связаны с размерами Земли. Средняя плотность вещества планеты, площадь ее поверхности и объем в конечном итоге определяют массу Земного шара, равную 5,975-1021 т. В свою очередь, масса Земли, создавая величину притяжения, препятствует рассеиванию атмосферного воздуха (диссоциации) в космическое пространство и одновременно влияет на его газовый состав.

Цепочка связей размеры Земли — атмосфера имеет продолжение. С существованием атмосферы в прямой зависимости находится наличие водной оболочки планеты, без которой бы не могло быть многих динамических и биохимических процессов в географической оболочке. Атмосфера регулирует приходно-расходную часть тепловой энергии, ее озоновый экран защищает живые организмы от губительного воздействия избытка ультрафиолетовых лучей.

Географические следствия годового движения и суточного вращения Земли. Со сверхкосмической скоростью почти 30 км/с движется наша планета по эллиптической орбите вокруг Солнца. В афелии, самой удаленной от светила точке, расстояние до Солнца составляет 152-106 км и приходится на 5 июля, а спустя полгода, в перигелии, оно уменьшается на 5•1O6 км. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает в течение года. Продолжительность его равна 365 суткам 6 часам 9 минутам 9 секундам. Вот почему для удобства пользования гражданским летосчислением принято измерять три года подряд по 365 суток каждый, а к четвертому году, високосному, добавляют 1 сутки. Прохождение Земли через афелий и через перигелий приходится соответственно на летнее и зимнее время, а это значит, что орбитальная скорость планеты выше в зимнее и меньше в летнее полугодие в северном полушарии. Зимнее полугодие в этом случае будет длиться 179, а летнее— 186 суток.

Важным моментом при рассмотрении годового движения Земли является неизменно наклонное положение земной оси, когда она постоянно остается параллельной самой себе. Угол наклона к плоскости орбиты составляет 66°33'. Наклон оси оказывает существенную роль в неравномерном распределении солнечной радиации по земной поверхности.

Годовое движение Земли вокруг Солнца при постоянном наклоне оси вращения ведет к регулярной смене времен года. Зиме, весне, лету и осени в северном полушарии соответствуют лето, осень, зима и весна в южном. Продолжительность астрономических времен года по срокам развития природы существенно отличается в разных географических поясах. Весна содержит 92,8, лето — 93,6, осень — 89,8 и зима — 89,0 суток. Такое неравномерное распределение года между сезонами объясняется тем, что линии солнцестояний и равноденствий делят эллиптическую орбиту Земли на неравные части, для прохождения которых требуется разное время.

Сезонный ритм в связи с годовым движением прежде всего сказывается на освещенности земной поверхности. Различают два типа освещенности: 1) пульсирующую в высоких широтах, продолжительность которой колеблется в зависимости от времени года от нуля до определенного максимума; 2) суточную ритмику освещенности, ярко выраженную в экваториальной области, где она ежесуточно в течение всего года то падает до нуля, то снова достигает некоторого максимума.

Вращение Земли вокруг оси — еще одно важное свойство, которым обладает наша планета. Ось вращения отклонена на 23°27' от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Если смотреть с северного полюса, то вращение Земли происходит против часовой стрелки или, как принято считать, с запада на восток. Полный оборот вокруг оси планета совершает за одни сутки. Угол поворота на всех широтах одинаков. За один час каждая точка на поверхности Земли передвигается на 15° от ее первоначального положения. Но при этом линейная скорость находится в обратно пропорциональной зависимости от географической широты. На экваторе она равна 464 м/с, а на широте 65° — только 195 м/с.

С осевым вращением Земли связано несколько географических следствий. Первое следствие относится к сжатию земного сфероида. Деформация фигуры Земли объясняется тем, что на любую точку планеты одновременно действуют две силы: сила тяготения, направленная к центру, и центробежная, перпендикулярная оси вращения. От сложения этих сил образуется третья, направленная в сторону экватора. Под ее воздействием Земля становится выпуклой вблизи экватора и сплюснутой у полюсов.

Второе следствие — смена дня и ночи. Оно характеризуется чередованием нагрева и охлаждения подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха в дневную и ночную части суток. Максимум температуры отмечается в середине дня, а минимум ее приходится на предрассветные часы. К суточной ритмике освещенности и тепла теснейшим образом приспособлены многие явления и процессы географической оболочки: жизнедеятельность живого вещества, выветривание, температурный режим водоемов, движение воздуха, испарение воды, изменение атмосферного давления и т. д.

Дата добавления: 2015-04-23