Зональность земной поверхности

Учение о современных природных зонах Земли

Современные природные условия на земной поверхности закономерно изменяются с географической широтой, что было подмечено еще в глубокой древности. Однако правильно объяснить причины этой важной закономерности, т. е. почему солнечное тепло неравномерно поступает, удалось лишь после того, как была доказана шарообразность, вращение Земли и ее движение вокруг Солнца. По мере расширения знаний о природе Земли учение о мировых широтных географических поясах к настоящему времени завоевало всеобщее признание.

Еще в конце XVIII в. ученик М. В. Ломоносова и один из первых русских академиков И. И. Лепехин наметил общую схему размещения по земной поверхности растительности и животного мира в зависимости от тепловых поясов, а в начале XIX в. знаменитый немецкий естествоиспытатель и путешественник А. Гумбольдт установил зональность и высотную поясность растительности в связи с изменением количества приходящего на Землю тепла. Почти через сто лет, в начале XX в., выдающийся русский ученый В. В. Докучаев показал, что зонально распространены не только климат и растительность, но и многие другие элементы природы, находящиеся в глубокой взаимосвязи с климатом. Эти представления, впоследствии развитые Л. С. Бергом, А. А. Григорьевым и многими другими учеными, легли в основу современного учения о географической зональности природы Земли.

Основная причина зональности природы заключается в шарообразности Земли, в сочетании с суточным вращением ее вокруг своей оси и годовым движением вокруг Солнца. Как известно, огромное количество лучистой энергии, образующейся в результате происходящих на Солнце ядерных реакций, непрерывно растекается во все стороны, но на удаленную от Солнца Землю приходится лишь очень небольшая ее доля, а именно около 1/2200 000 000.

Даже проходя через земную атмосферу и встречая на своем пути облака, пыль и водяные пары, солнечные лучи частично поглощаются или отражаются в мировое пространство. До земной поверхности доходит лишь около 40% солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу атмосферы. Вместе с тем приходящая лучистая энергия Солнца дает земной поверхности свет, тепло и энергию почти для всех химических превращений земного вещества, совершающихся на земной поверхности. Большая часть из поглощенной здесь солнечной энергии превращается в тепловую и механическую энергию движения, и лишь сравнительно небольшая (около 0,8%) используется зелеными растениями для химических процессов превращения неорганических веществ в органические (фотосинтез). Количество поступающей солнечной энергии закономерно убывает от экватора к полюсам в зависимости от угла падения солнечных лучей и длины их пути через атмосферу. В этом же направлении изменяется и атмосферное тепло. Именно поэтому в природе земной поверхности и проявляется так называемая ярко выраженная географическая зональность.

Первоначально на поверхности Земли выделялось 5 тепловых поясов: один жаркий, расположенный по обе стороны от экватора между северным и южным тропическими кругами; два умеренных – между тропическими и полярными кругами и два холодных, располагающихся вокруг Северного и Южного полюсов.

Позднее, когда накопилось достаточно сведений о температуре земной поверхности в различных частях нашей планеты, число тепловых поясов увеличилось до 7, а за границы между ними начали принимать не астрономические тропические и полярные круги, а линии равных средних температур (изогерм). За границу жаркого пояса стали принимать среднюю годовую изотерму в 20°, с которой близко совпадает граница распространения пальм. Границами умеренных поясов с холодными стали считать изотерму самого теплого месяца в году +10°, с которой близко совпадает граница между лесом и тундрой.

Из холодных поясов выделили еще два пояса вечного мороза, границу между которыми проводили по изотерме самого теплого месяца в году 0°.

В наше время, пользуясь данными о температуре и количестве поступающей солнечной энергии (радиации), выделяют 13 радиационно-тепловых поясов, которые обычно называют географическими: арктический, антарктический, субарктический, субантарктический, умеренные северный и южный, субтропические северный и южный, тропические северный и южный, субэкваториальные северный и южный, экваториальный. Радиационно-тепловые пояса, зависящие в основном от географической широты, хорошо прослеживаются как на суше, так и в океане.

Поверхность Земли обладает различной отражающей способностью падающих на нее солнечных лучей (величиной альбедо). По этой причине различные части поверхности по-разному поглощают тепло и нагреваются. Больше всего солнечных лучей (от 80 до 97%) поглощает открытая водная поверхность океана, отражая в атмосферу всего от 20 до 3% падающей на нее радиации. Вода поглощает наибольшее количество поступающего от солнца тепла и очень медленно его отдает в мировое пространство. Между тем водная поверхность занимает около 3/4 всей поверхности Земли. Поэтому Мировой океан и является накопителем и главным источником тепла на Земле.

Однообразием физических свойств водной поверхности объясняется равномерность и малая величина колебаний температуры над океанами.

Поверхность суши, разнообразная по своим свойствам, поглощает различное количество солнечной энергии. Травы и листья деревьев в среднем поглощают от 70 до 80%, а свежевыпавший чистый снег всего от 2–3 до 10% всей поступающей энергии, все же остальное ее количеств