5. Большую часть поверхности планеты занимают области:
а) горные;
б) равнинно-платформенные;
в) ложе океана;
г) срединно-океанические хребты.6. Основными морфоструктурами рельефа Земли являются:
а) ложе океана и подводные окраины материка;
б) равнинные и горные области;
в) океаны и материки.7. Наиболее распространенными типами вулканических извержений являются:
а) трещинные;
б) извержения центрального типа;
в) площадные.Тема 3 Атмосфера и климат
Вариант I
1. Общие сведения об атмосфере. Ее строение и состав
Атмосфера (от греч. atmos – «пар» и sphaira – «шар») – воздушная внешняя оболочка, окружающая «твердую» Землю. Атмосфера – это газовая среда, имеющая слоистое строение, причем каждый слой обладает особыми физическими и химическими свойствами (в т. ч. химическим составом).
Деление атмосферы на отдельные слои, или оболочки, отражает баланс основных энергетических процессов в ней, а именно изменение температуры с высотой. В атмосфере выделяют следующие слои:
1) тропосферу (ее толщина колеблется от 8–10 км над полюсами до 16–18 км на экваторе, она содержит около 80 % массы всей атмосферы, здесь формируются атмосферные осадки и происходит горизонтальное и вертикальное перемещение воздуха);
2) стратосферу (отделяется от тропосферы особым слоем – тропопаузой, содержит около 20 % массы атмосферы и располагается в промежутке от 8–18 км до 55 км от поверхности Земли);
3) мезосферу (от 55 до 80 км над поверхностью Земли – средний слой атмосферы, отделенный от стратосферы стратопаузой);
4) термосферу (от 80 км до 800–1000 км, слой, отделенный от мезосферы мезопаузой);
5) экзосферу (внешний слой атмосферы, называемый также сферой рассеяния, т. к. здесь происходит диссикация (рассеяние) атмосферы – некоторые частицы атмосферы ускользают в межпланетное пространство).
Химический состав атмосферы включает следующие элементы (с указанием процентного содержания):
1) азот – 78,08 %;
2) кислород – 20,95 %;
3) аргон – 0,93 %;
4) углекислый газ – 0,03 %;
5) водород, неон, гелий, метан, криптон и другие газы – около 0,1 %.
Кроме того, атмосфера содержит:
а) атмосферную воду (в виде пара, взвешенных капель и кристалликов льда);
6) аэрозольные компоненты (пыль почвенного, органического и космического происхождения, частички сажи, пепла, минеральных солей и т. д.).
Атмосфера необходима для естественного протекания большинства физических и химических процессов на поверхности Земли, а также для поддержания и развития органической жизни.
2. Солнечная радиация в тепловом балансе системы Земля – атмосфера
Электромагнитное излучение Солнца – единственный источник энергии экзогенных процессов на поверхности Земли, а также всех физических, химических и биологических изменений в атмосфере и биосфере планеты. Поверхность Земли получает тепло за счет солнечного излучения, однако до планеты доходит лишь часть (около 48 %) энергии излучения Солнца. Солнечная радиация выражается в калориях за единицу времени на единицу поверхности (Земля получает 2,4 × 1018 кал лучистой энергии в минуту).
Атмосфера прозрачна для электромагнитного излучения и частично – в радиодиапазоне. Излучение инфракрасного диапазона поглощается углекислым газом и парами воды в страто– и тропосфере; излучение ультрафиолетового диапазона поглощается озоном, азотом и кислородом; жесткое, губительное для биосферы коротковолновое (гамма-излучение и рентгеновское) излучение поглощается всей атмосферой, не доходя до поверхности планеты. В целом тепловой баланс системы Земля – атмосфера складывается из следующего (в условных единицах):
а) солнечной радиации – 100;
б) радиации, отраженной атмосферой и земной поверхностью, – 37;
в) излучения поверхности планеты, уходящего в межпланетное пространство, – 8;
г) излучения атмосферы – 55.
Теплооборот между атмосферой и поверхностью включает:
– перенос теплоты излучением (лучистый теплообмен);
– передачу теплоты за счет конвекции (перемещение нагревающегося у поверхности воздуха в верхние слои атмосферы, где он охлаждается, вновь опускаясь вниз);
– передачу теплоты за счет теплопроводности (передачу частицам атмосферы теплоты земной поверхности);
– перенос теплоты за счет фазовых переходов воды (испарения, конденсации). Следовательно, земная атмосфера получает в среднем в 3 раза больше тепла, чем непосредственно от Солнца. Атмосфера Земли почти непрозрачна для теплового излучения (за счет углекислого газа и паров воды), что обусловливает т. н. парниковый эффект, стабилизирующий температурный режим планеты.
Прямая и рассеянная радиации (прямые солнечные лучи и рассеянная в атмосфере радиация) составляют суммарную, которая в зависимости от того, поглощается она или отражается земной поверхностью, бывает:
а) поглощенной;
б) отраженной радиацией.
3. Температура воздуха и тепловые пояса
Солнечное излучение, проходя сквозь слои атмосферы, нагревает поверхность Земли. Благодаря этому температура приземного слоя воздуха выше, чем температура верхних слоев атмосферы. Температура воздуха повышается ближе к экватору, т. е. зависит от угла падения солнечных лучей (чем больше угол падения, тем сильнее нагревается земная поверхность). Здесь очевидна зависимость климата от географической широты местности.
Поскольку существует значительная разница между температурами дня и ночи, зимы и лета, используются следующие термины:
– суточная амплитуда (разность между наибольшими и наименьшими значениями температуры воздуха в течение суток);
– годовая амплитуда (разность между максимальными и минимальными показателями температуры воздуха в течение года).
Суточная амплитуда обусловлена несколькими факторами:
а) спецификой подстилающей поверхности (амплитуда суточных колебаний над Мировым океаном до –1 или –2 °C, над степями и пустынями – от 15 до – 20 °C);
б) облачностью (чем выше облачность, тем меньше амплитуда суточных колебаний температуры воздуха);
в) рельефом местности (холодный воздух опускается со склонов в низины). Амплитуда годовых колебаний температуры в основном зависит от двух доминирующих факторов:
а) географической широты местности;
б) близости океанов и морей.
Так, в экваториальной зоне над океанами годовая амплитуда не более 1–2 °C, над континентами – 5–10 °C. Амплитуда годовых колебаний возрастает в более высоких широтах, а также на одной и той же широте с удалением от океана.
В зависимости от температуры воздуха выделяют т. н. тепловые (температурные, термические) пояса, соответствующие широтным поясам Земли:
1) тропический (жаркий) пояс;
2) умеренные пояса Северного и Южного полушарий;
3) полярные (холодные) пояса (арктический и антарктический).
4. Атмосферное давление
Атмосфера Земли нагревается неодинаково: неравномерный нагрев происходит на разных высотах, в разных широтах, над морем и над сушей, что приводит к неравномерному распределению атмосферного давления.
Атмосферное давление обусловлено огромной массой атмосферы, составляющей приблизительно 5,15 × 1018 кг (на каждого человека приходится около 15 т). Наше нормальное существование обеспечивается благодаря равновесию атмосферного и соматического (свойственного организму) давления. Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба при помощи специальных приборов – барометров. Среднее давление атмосферы на поверхности Земли на уровне моря соответствует условно принятому нормальному давлению атмосферы, которое равно 1 атмосфере, или
760 мм высоты ртутного столба. Давление атмосферы выше или ниже данной отметки является:
а) повышенным;
б) пониженным.
На нашей планете выделяют 7 поясов, которые подразделяются на:
1) 3 пояса с преобладанием низкого давления (экваториальный и умеренные);
2) 4 пояса с преобладанием высокого давления (тропические, антарктический, арктический).
Так, в экваториальной зоне наблюдается низкое давление, поскольку здесь поверхность Земли значительно нагревается, что обусловливает восходящее движение нагретого воздуха. В полярных зонах воздух охлаждается в тропосфере и, становясь более тяжелым, опускается (нисходящее движение воздуха), что объясняет пониженное давление в данных широтах.
В высоких слоях атмосферы наблюдается прямо обратное:
а) низкое атмосферное давление над холодными областями;
б) высокое атмосферное давление над жаркими областями.
В атмосфере постоянно происходит движение воздуха из областей повышенного давления в области пониженного. Так, высокое давление в верхних слоях атмосферы над экватором является высоким, и воздух от экватора растекается к поясам, где наблюдается низкое давление. Однако вследствие вращения Земли данное движение (соответственно, к северу и югу) изменяется, и воздух начинает двигаться к востоку, не доходя до полюсов.
Образование поясов атмосферного давления у поверхности планеты, как видим, зависит от 2 факторов:
1) неравномерного распределения солнечного тепла;
2) вращения Земли вокруг своей оси.
Вариант II
1. Ветер
Ветер – это перемещение воздуха в атмосфере, почти параллельное земной поверхности, т. е. по большей части горизонтальное движение. Существует и вертикальное движение, но оно значительно слабее горизонтального. Появление ветра объясняется перемещением воздуха из области высокого в область низкого давления, обусловленным неравенством температур в атмосфере. Так, ветер тем интенсивнее, чем больше разность давления между отдельными участками земной поверхности. Воздух испытывает ускорение под действием перепадов давления, но, помимо него, на движение воздуха воздействуют и другие силы (например, силы трения и вращения Земли). Скорость ветра определяет его деление на отдельные типы: