Материал: 5721

Л.И. СВЕРЛОВА

ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПРИРОДЕ

2-е издание

Хабаровск, 2005

1

УДК 551.586

Сверлова Л.И. Динамические и статистические закономерности в природе. 2-е издание, ХГТИ, Хабаровск,

2005. - 168с.

Монография посвящена главным проблемам строения, развития геосферных оболочек Земли и динамическим и статистическим закономерностям в природе.

В работе динамические закономерности рассматриваются на примере раскрытия причин формирования климата Земли, которые обуславливают радиационный, тепловой и водный режимы Земли.

Статистические закономерности в природе раскрываются при рассмотрении климатических аномалий (отклонений от нормы) в виде расчета вероятностей появления засухи и суховеев.

Монография предназначена для специалистов географов, биологов, климатологов, агрометеорологов и экологов. Она может быть полезна для научных сотрудников, изучающих климат и биологические ресурсы планеты.

Рецензенты:

Свинухов Г.В. - доктор географических наук, профессор кафедры экологии и природопользования Московского университета природы, общества и человека.

Глазунов В.Г. – кандидат географических наук, профессор кафедры экологии Московского государственного института леса.

2

Содержание Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Глава 1. Геосферные оболочки Земли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.Внутренние оболочки Земли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2.Внешние оболочки Земли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Глава 2. Геосферные пояса и зоны

2.1.Климатические пояса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.2.Криолитозона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.2.1.Зона древнего оледенения. . . . . . . . . . . . . . . . .44 2.2.2.Зона современного оледенения . . . . . . . . . . . . 50 2.2.3.Зона сезонного промерзания грунтов . . . . . . . 54

Глава 3. Динамические и статистические закономерности в природе

3.1. Динамические закономерности. . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.2. Статистические закономерности. . . . . . . . . . . . . . . .61 3.3. Взаимосвязь динамических и статистических

закономерностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Глава 4. Причины, формирующие климат Земли 4.1. Радиационные факторы климата. . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.2. Циркуляционные факторы климата . . . . . . . . . . . . . 80 4.3. Роль рельефа в формировании климата Земли . . . . 93

Глава 5. Климат Земли – следствие динамического взаимодействия внешних и внутренних факторов. . . . 105

5.1.Рациационный режим земной поверхности . . . . . . . 110 5.2.Тепловой режим земной поверхности. . . . . . . . . . . . 113 5.3.Водный режим земной поверхности . . . . . . . . . . . . .123 Глава 6. Оценка аномальных явлений погоды (засуха и 133

суховеи)

6.1.Понятия о засухе и суховеях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

6.2.Синоптические процессы, формирующие атмосферную засуху. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134

6.3.Критерии оценки и классификация засух. . . . . . . . . 141 6.4.Характеристика засушливости России . . . . . . . . . . . 149

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

3

ВВЕДЕНИЕ

Монография посвящена главным проблемам естествознания: современным концепциям развития геосферных оболочек и динамическим и статистическим закономерностям в природе. Эти вопросы взаимосвязаны между собой. Динамические закономерности устанавливают причинно-следственные связи в геосферах и их взаимодействие между собой, а статистические – закономерности отклонений.

В работе динамические закономерности рассматриваются на примере раскрытия причин формирования климата Земли, которые обуславливают радиационный, тепловой и водный режимы Земли. Приведено описание геосферных оболочек Земли и дана характеристика климатической зональности. Особое место уделено рассмотрению криолитозоны. В работе отмечены особые заслуги академиков К.К.Маркова в изучении четвертичного оледенения и М.К.Гавриловой в изучении современного оледенения. Свой скромный вклад в изучении мерзлоты автор видит в разработке метода определения южной границы многолетней мерзлоты и составления карты максимальной глубины сезонного промерзания грунтов на территории Амурской области и Хабаровского края.

Описаны динамические закономерности в природной среде на примере радиационного, теплового и водного режимов климата Земли. Раскрыты статистические закономерности в природе при рассмотрении климатических аномалий в расчете вероятностей появления засухи и суховеев.

Автором данной работы составлена карта сезонной засушливости территории России и стран Ближнего Зарубежья (ранее входивших в СССР в качестве республик). Рассчитана вероятность появление засух в районах вечной мерзлоты (Якутия). Составлена классификация засух и суховеев с учетом температур сухого воздуха и скоростей ветра – суховеев.

4

Глава 1

ГЕОСФЕРНЫЕ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ

На основе астрономических, геохимических и геофизических данных установлено, что земной шар состоит из многочисленных оболочек, которые различаются между собой по составу, плотности веществ и их физическим свойствам. Среди земных оболочек основными являются: магнитосфера, атмосфера, гидросфера и баросфера.

Первые две оболочки называют внешними оболочками, а последнюю – внутренней оболочкой. Земные оболочки взаимосвязаны и проникают друг в друга. Гидросфера всегда присутствует в атмосфере и литосфере, а атмосфера – в литосфере и гидросфере. Во всех отмеченных выше оболочках присутствует биосфера. В атмосфере бактерии встречаются от поверхности Земли до озонового слоя (25-30 км от экватора, 1014 км у полюсов). В литосфере бактерии встречаются до глубины 4-5 км от поверхности Земли, а в гидросфере – максимальных глубин Мирового океана и донных отложениях. Магнитосферу тоже следует считать земной оболочкой, состоящей из магнитных и гравитационных полей, обеспечивающих функционирование геосферных оболочек и их взаимосвязь между собой.

1.1. Внутренние оболочки Земли

Твердое тело Земли – баросфера. Она состоит из трех основных слоев: ядра, мантии, земной коры. Эти слои имеют сложную структуру. Центральное положение занимает ядро. Внутренняя часть ядра имеет радиус 3500 км, температуру 4000 С и огромное давление. Особенности внешней части ядра: толщина – 2200 км, давление уменьшено, чем во внутренней части, состоит в основном из железа и никеля в расплавленном состоянии. Мантия заполняет все пространство от внешней части ядра до нижней поверхности земной коры и имеет около 2900 км. Мантия по своей структуре слоиста. В ней разделяется ряд слоев. Границами раздела являются 1200, 900 и 400 км. Температура мантии в пределах этих границ равна, соответственно, 3000 С, 2500 С и 1500 С. Над мантией находится земная кора или