Лекция Тепловые пояса Земли
4 класс. Окружающий мир. Пояса Земли.
4 класс. Окружающий мир. Пояса Земли.
Вопросы
Задай свой вопрос по этому материалу!
Поделись с друзьями
Комментарии преподавателя
Солнце – источник тепла и света для всего живого на нашей планете, хотя Земля получает лишь одну двухмиллиардную часть возможного тепла. Из-за того что Земля имеет форму шара, солнечные лучи неодинаково падают на ее поверхность: в областиэкватора солнечный свет падает почти отвесно, принося максимальное количество тепла, к северу и к югу от экватора – под углом, давая меньшее количество тепла, у полюсов – с наибольшим наклоном, отдавая минимальное количество тепла(рис. 1).
Рис. 1. Падение солнечных лучей на Землю (Источник)
Можно сделать вывод, что разные участки Земли получают разное количество солнечного тепла и света, это зависит от угла падения солнечных лучей (рис. 2).
Рис. 2. Интенсивность нагрева поверхности Земли в зависимости от падения солнечных лучей (Источник)
Тепловые пояса Земли
Поверхность земного шара условно делят на три тепловых пояса: тропический, умеренный, полярный (рис. 3).
Рис. 3. Тепловые пояса Земли (Источник)
Тропический пояс
Тропический пояс расположен по обе стороны от экватора: на севере от экватора – Северный тропик (еще называется тропик Рака), на юге – Южный тропик (второе название – тропик Козерога). Умеренный пояс располагается от тропиков до полярных кругов: северный и южный умеренные пояса. Северный и южный полярные полюса находятся за полярными кругами(рис. 4).
Рис. 4. Тепловые пояса Земли (Источник)
Тропический пояс – самый жаркий, потому что Солнце поднимается высоко над горизонтом, посылая на Землю прямые лучи в течение всего года, поэтому зима сходна с летом. В тропиках выделяют сухой и дождливый периоды. На экваторе влажно и тепло, это способствует активному развитию удивительного мира флоры и фауны. Самые засушливые места на Земле находятся на северной и южной границе тропиков. В пустынях этого пояса температура может достигать отметки +50⁰.
Рис. 10. Пальмовая роща на берегу (Источник)
Рис. 11. Тропический лес (Источник)
Долина Смерти – самое жаркое место Северной Америки (рис. 13).
Атакама – самое засушливое место на Земле, находится в Южной Америке, дожди здесь идут один раз в несколько десятков лет (рис. 14).
Рис. 14. Пустыня Атакама (Источник)
Сахара – крупнейшая пустыня на Земле, находится на севере Африки (рис. 15).
Калахари – еще одна большая пустыня, находящаяся на юге Африки (рис. 16).
Рис. 16. Пустыня Калахари (Источник)
Вулкан Даллол – самое жаркое место на Земле, находится в Африке (рис. 17).
Рис. 17. Вулкан Даллол (Источник)
Умеренный пояс
От тропиков до полярных кругов простирается умеренный пояс. Большая часть России лежит в умеренном поясе. В зависимости от времени года солнечные лучи по-разному падают на поверхность Земли: зимой – под углом, летом – почти прямо (рис. 18).
Рис. 18. Падение солнечных лучей в дни зимнего и летнего солнцестояния (Источник)
Это объясняет причину смены времен года. В умеренном поясе холодная зима, теплое лето, прохладные весна и осень (рис. 19).
Для умеренного пояса характерны хвойные, широколиственные и смешанные леса (рис. 20–22).
Рис. 21. Лиственный лес (Источник)
Рис. 22. Смешанный лес
В лесах обитает большое количество птиц и травоядных животных, которые хорошо приспособились к смене времен года. Также там обитает множество хищников (рис. 23–31).
Рис. 29. Бурый медведь (Источник)
Полярный пояс
Для полюсов характерны скользящие солнечные лучи, которые не нагревают поверхность Земли. Поэтому отличительной особенностью этого пояса являются низкие температуры (до -60⁰). Поверхность полюсов покрыта снегом и льдом толщиной до 4 километров (рис. 32–33).
Рис. 32. Северный полюс (Источник)
Рис. 33. Южный полюс (Источник)
Иногда возникает полярное сияние (рис. 34).
Рис. 34. Полярное сияние (Источник)
Особенностью полярного пояса являются полярный день (Солнце не заходит за горизонт в течение полугода) и полярная ночь (Солнце не поднимается над горизонтом в течение полугода).
Мы уже знаем, что ось планеты Земля наклонна, поэтому при вращении вокруг Солнца то северный, то южный полярный пояс попеременно получает большее количество света и тепла. Таким образом, когда на одном поясе наступает полярный день и лето, на другом – зима и полярная ночь. Вблизи полярных кругов наблюдается еще одно интересное явление – белые ночи, которые бывают в июне, в период летнего солнцестояния (рис. 35).
Тогда ночь состоит из сумерек.
Санкт-Петербург называют городом белых ночей (рис. 36).
Рис. 36. Белые ночи в Санкт-Петербурге (Источник)
Растительный и животный мир полярного пояса очень беден, потому как приспособиться к таким погодным условиям весьма непросто. На камнях произрастают мхи и лишайники (рис. 37, 38).
Рис. 37. Мхи на камне (Источник)
Рис. 38. Лишайники на камне (Источник)
На Северном полюсе живут птицы (тупики, кайры) (рис. 39, 40)
на Южном полюсе – пингвины (рис. 41).
Рис. 41. Императорские пингвины (Источник)
Толстый слой подкожного жира помогает выжить животным – белым медведям, тюленям, моржам (рис. 42–44).
Рис. 42. Белый медведь (Источник)
Итак, солнечные лучи (рис. 45) падают на Землю под разным углом, условно разделяя планету на три тепловых пояса: тропический, умеренный и полярный.
Пояса планеты
Тепловые пояса
На протяжении геологической истории Земли соотношение между океаном и сушей менялось, а это говорит о том, что тепловой баланс планеты не был постоянным. Менялась географическая зональность, менялись тепловые пояса. Становится очевидным, что современная географическая зональность когда-то планете была совсем несвойственна. Ученые считают, что ни ледников, ни холодных морей большую часть времени на Земле просто не существовало, и климат был значительно теплее, чем сейчас. Небольшими были контрасты температур между полюсами и экватором, в арктической области произрастали непроходимые леса, а рептилии и амфибии заселяли всю Землю. Сначала термическая зональность возникла в южном полушарии, а в северном полушарии её формирование происходило позднее.
Основной процесс формирования зональности проходил в четвертичном периоде кайнозойской эры, хотя первые её признаки появились $70$ млн. лет назад. С появлением человека тепловые пояса были уже такими, как теперь – один жаркий пояс, два умеренных, два холодных пояса. Границы между поясами претерпевали изменения, например, граница холодного пояса, когда-то проходила по современной Московской области и Подмосковье занимала зона тундры. Упоминание о тепловых поясах можно найти у греческого историка Плибия ($204$-$121$ г. до н.э.). По его представлениям на Земле существовало $6 $ тепловых поясов – два жарких, два умеренных, два холодных. Записки путешественников тоже содержат такие сведения. Эти данные говорят о том, что людям давно было известно о существовании тепловых поясов. Они объясняли их наличие тем, что Солнце на разных широтах по-разному нагревает поверхность Земли, и связывали это с разным углом наклона солнечных лучей. В северных широтах Солнце стоит низко над горизонтом и дает мало тепла на единицу площади, поэтому там холоднее. Так постепенно возникает понятие «климат». Закономерность эта была известна еще $2,5$ тыс. лет назад и оставалась неоспоримой до последнего времени. Под сомнение такое объяснение было поставлено сравнительно недавно.
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Наблюдения показали, что Арктика и Антарктика на единицу площади получает солнечного тепла очень мало в летний период. Но за продолжительный полярный день суммарная радиация значительно больше, чем на экваторе, а это значит, что там должно быть также тепло. Тем не менее, летняя температура редко поднимается выше +$10$ градусов. Значит, тепловой режим нельзя объяснить одной разницей в поступлении солнечного тепла. Сегодня всем хорошо известно, что большую роль играет ещё характер подстилающей поверхности. Альбедо снега и льда очень велико и отражает до $90$ % солнечной радиации, а не покрытая снегом поверхность отражает только $20$ %. Альбедо арктической поверхности уменьшится, если снег и лед растает, а это приведет к изменению существующих тепловых зон северного полушария. С поднятием в арктическом бассейне температуры воды на место современной тундры придут леса. После распада Гондваны процесс в южном полушарии шел примерно так.
Тепловые пояса – это обширные территории, расположенные вдоль параллелей вокруг земного шара с определенными температурными условиями.
Надо сказать, что формирование тепловых поясов на планете зависит от того, как оно будет распределяться по поверхности Земли и на что будет затрачено, а не только от количества солнечного тепла, поступающего в пределы той или иной зоны.
Пояса увлажнения
В природных процессах свою роль играют не только определенные тепловые условия, но еще большую роль играют условия увлажнения. Увлажнение определяют два фактора: количество выпавших осадкой и интенсивность их испарения.
Увлажнение – это соотношение между количеством выпавших атмосферных осадков в данной местности и количеством испарившейся влаги при данной температуре.
Их распределение на планете в принципе тоже связано с географической зональностью. От экватора к полюсам их среднее количество сокращается, но эта закономерность нарушается географическими и климатическими условиями.
Причины заключаются в следующем:
- Свободная циркуляция воздуха нарушается расположением гор;
- Нисходящие и восходящие токи воздуха в разных местах планеты;
- Изменчивость в распределении облачности.
Горы могут располагаться как в широтном, так и в меридиональном направлении и большая часть осадков задерживается на наветренных склонах, а с подветренной стороны осадков выпадает очень мало или совсем не выпадает. В экваториальной области преобладают восходящие токи воздуха – прогретый легкий воздух поднимается вверх, достигает точки насыщения и приносит обилие осадков. В тропических широтах движение воздуха нисходящее, воздух удаляется от точки насыщения и иссушается, поэтому вдоль тропиков осадков впадает очень мало, что способствовало образованию здесь пустынь и сухих степей. Зональность осадков восстанавливается к северу и югу от тропиков и сохраняется до полюсов. Распределение облачности тоже имеет свое значение. Иногда бывает так, что на одной улице осадков выпадает разное количество.
Испарение определяет условия увлажнения на планете и целиком регламентируется величиной остаточной радиации. Величина испарения характеризуется количеством испарившейся влаги при данной температуре.
С севера до тропиков увлажнение поверхности Земли убывает. В зоне тайги оно близко к $1$, в степной полосе увлажнение будет равно $2$, а в пустынях больше $3$. На юге возможность испарения значительно больше, чем на севере.
Рассмотрим пример. Почва в степях прогревается до $70$ градусов. Воздух высушен и раскален. Если поле оросить, все изменится, будет более влажно и прохладно. Земля оживет и зазеленеет. Воздух здесь был раскален не потому что приток тепла от Солнца больше, чем на севере, а потому что очень мало влаги. С орошенного поля началось испарение, и часть тепла ушла именно на это. Таким образом, условия увлажнения поверхности Земли зависят не только от испарения, но и от количества выпавших осадков.
Пояса давления
Нормальным является атмосферное давление на уровне моря на широте $45$ градусов при температуре $0$ градусов. При таких условиях оно составляет $760$ мм ртутного столба, но может изменяться в широких пределах. Повышенным будет давление воздуха больше нормального, а пониженным – меньше нормально с отметкой $760$ мм. рт. ст.
С высотой атмосферное давление понижается, потому что воздух становится разреженным. Поверхность планеты, имеющая разные высоты будет иметь свое значение давления.
Например, $Пермь$ расположена на высоте $150$ м над уровнем моря и через каждые $10,5$ м давление будет снижаться на $1$ мм. Это значит, что на высоте Перми нормальное атмосферное давление будет не $760$ мм, а $745$ мм рт. ст.
В связи с тем, что в течение суток происходит изменение температуры и перемещение воздуха, давление будет дважды повышаться и дважды понижаться. В первом случае утром и вечером, во втором случае – после полудня и полуночи. На материках в течение года максимальное давление будет отмечаться зимой, а минимальное в летний период.
По поверхности Земли распределение давления носит зональный характер, потому что поверхность нагревается неравномерно, что ведет к изменению давления.
На планете выделяются $3$ пояса, где преобладает низкое давление и $4$ пояса с преобладанием высокого давления. Низкое атмосферное давление будет в экваториальных широтах и в умеренных широтах, но здесь оно будет меняться по сезонам года. Высокое атмосферное давление характерно для тропических и полярных широт.
У поверхности Земли на формирование поясов атмосферного давления влияние оказывают неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В виду того, что полушария нагреваются солнцем по-разному, будет происходить некоторое смещение поясов давления: в летний период – смещение идет к северу, в зимний период – к югу.
