енно конденсируется, превращаясь в капельки воды. Это явление хорошо известно всем нам – утренняя роса образуется потому, что в предрассветные часы растения охлаждены сильнее, чем почва. Из–за этого для достижения насыщенности возле них достаточно меньшего количества пара, чем имеется в воздухе. Излишек и превращается. в росу. Поэтому температуру, при которой – при определенном давлении – пар становится насыщенным, называют точкой росы. Если же пара в воздухе мало – излишка нет, соответственно не выпадает роса.
Конденсация пара
Точно так же объясняется запотевание очков или фотоаппаратов, если внести их с мороза в теплое помещение. И запотевание окон в автобусах или троллейбусах. И еще – образование облаков.
Если воздух, в котором всегда содержится некоторое количество водяного пара, остывает (например, поднимаясь вверх), и при этом проходит точку росы – в нем происходит конденсация пара и образуются облака. Этот процесс легко наблюдать, глядя на пролетающий самолет с реактивным двигателем. Не всегда, но очень часто вырывающийся из его сопла горячий воздух моментально охлаждается. Происходит конденсация, и за самолетом появляется облачный след.
А в воде океана содержится немало растворенных газов. Они поступают в океан из атмосферы, выделяются при химических и биологических процессах (гниении, дыхании и т.д.), при подводных извержениях вулканов.
Важнейшие из них – кислород, углекислый газ, азот и сероводород. Количество их зависит от температуры воды – чем она прохладнее, тем больше растворенного вещества может содержать. Поэтому весной и летом газов в воде меньше, чем осенью и зимой. А в арктических и антарктических водах – больше, чем в водах низких широт. Поэтому здесь много планктона, а за ним сюда приплывают те, кто им питается, – рыбы и другие существа (например, киты). А за ними – рыбоеды (пингвины, дельфины и другие птицы и животные).
Кислород выделяют водоросли, а некоторое его количество захватывается из воздуха. Углекислый газ поступает из атмосферы и из земной коры, образуется при дыхании обитателей океана и при разложении органических веществ.
Сероводород возникает в результате жизнедеятельности бактерий. Он губителен для всех остальных организмов. В Черном море им заражены глубокие горизонты (его содержание в придонных слоях доходит до 6,5 кубических сантиметров на литр) – и поэтому безжизненны.
Океан непрерывно обменивается газами с атмосферой.
Близзард
То, что воздух не находится в покое, всем нам хорошо известно. Но что заставляет его перемещаться с места на место? И есть ли в его перемещениях какие–нибудь закономерности, или предсказать его движение невозможно?
Главные причины движения воздуха заключаются в следующем.
Земная поверхность на разных широтах нагревается неравномерно. И эта неравномерность порождает разницу давлений воздуха и установление довольно стабильных воздушных течений, перемещений воздушных масс, стремящихся выровнять эти давления. Эту систему воздушных течений называют циркуляцией атмосферы Земли (от латинского circulatio – вращение).
В общем виде она выглядит так. Над жаркими экваториальными областями Земли воздух нагревается и поднимается. На освободившееся место приходят новые порции воздуха, и по направлению к экватору в течение всего года дуют очень устойчивые ветры – пассаты. Поднявшийся воздух расходится в разные стороны и постепенно остывает. Остыв, опускается к земной поверхности. Подобный процесс происходит и при отоплении жилья. Батареи (или печь) нагревают воздух, нагреваясь, он расширяется, плотность его уменьшается, и он «всплывает» в окружающем его холодном воздухе – так же, как поднимается наполненный горячим воздухом аэростат. Под потолком он остывает и опускается вниз. Такой же круговорот охватывает всю атмосферу Земли.
Циркуляцияатмосферы
Вовлечена в это круговое движение и атмосфера над Антарктидой. Но, в отличие от экваториальных областей, воздушные массы здесь опускаются. Встретив на своем пути антарктический ледник, они, конечно, не становятся теплее. Растекаясь от полюса во все стороны, холодные воздушные массы «стекают» с ледяного купола, рождая стоковые ветры.
Анимометрвращения
Скорости этих ветров таковы, что обычные для метеостанций приборы для их измерения выходят из строя. Приборы эти – либо вертушки, похожие на вентиляторы «наизнанку» (их крутит ветер, и зная, с какой скоростью они вертятся при разных скоростях ветра, можно посчитать скорость ветра), либо пластинки, качающиеся на горизонтальной оси (когда ветра нет, они висят отвесно, а когда ветер есть, они отклоняются от вертикали тем сильнее, чем выше скорость ветра). Для антарктических ветров больше подходит другой (может, не вполне научный) метод измерения скорости: устоял на ногах – 30–35 м/с; опрокинуло в сугроб – более 40, отбросило от двери дома – более 50 м/с. Самая ветреная в Антарктиде – Земля Адели. 24 мая 1912 года здесь была зарегистрирована скорость ветра 103 м/с.
Ураганные ветры (и в Арктике, и в Антарктике) превращают снежный покров в подобие асфальта: на поверхности его возникает жесткая плотная кора наста, такая прочная, что иногда даже тракторные гусеницы почти не оставляют на ней следа. Но пока снег не слежался и не уплотнился, ветер поднимает его в воздух и переносит с места на место. Метели и пурга – обычное явление в обеих полярных областях Земли. В начале XX века участники экспедиций Шеклтона, Скотта и Моусона дали название антарктической пурге – «близ–зард», что означает «ураганная пурга». За год с каждого километра антарктического побережья метели уносят в океан от 1 до 1,5 миллионов тонн снега. Примерно половина его оседает. на шельфовых ледниках, а другая половина тонет в океане. Так же обстоят дела и в Гренландии.
Что такое ландшафты
Итак, мы обсудили особенности полярных зон во всех оболочках нашей планеты – в литосфере, гидросфере и атмосфере. Но хватит ли этих оболочек, чтобы описать Землю, описать так, чтобы в этом описании нашлось место и нам с вами, и растениям, и животным? Видимо, нет. Ведь обитатели Земли существуют не просто в этих оболочках или между ними (например, на границе литосферы и атмосферы). Они существуют на их пересечении, там, где эти оболочки проникают одна в другую. Где происходит обмен веществом (например, газами) и энергией (например, в виде тепла) между ними. Эта область настолько своеобразна, что ее обычно выделяют как отдельную оболочку.
Ее называют географической оболочкой, или ландшафтной сферой Земли. Ландшафт (от немецкого Landschaft) – это «кусочек», фрагмент географической оболочки, то есть сочетание влияющих друг на друга рельефа, почв, климата, растительности, животного мира. Кусочек, отличающийся от соседних. Даже овражек или впадина, холмик или пригорок имеют особенности: например, они по–разному увлажнены – во впадинах вода накапливается, а с возвышенностей она, наоборот, стекает.
А с водой связаны и почва, и растительность, и микроклимат (так называют особенности климата какого–нибудь маленького участка; например, разный микроклимат могут иметь северный и южный склоны одного и того же пригорка – они по–разному освещены и нагреты).
Самый мощный фактор, влияющий на ландшафт, а вернее, целое «семейство» факторов – это те, которые мы называем климатическими, то есть имеющие отношение к состоянию атмосферы, воздуха. Это и температура, и влажность воздуха – содержание в нем водяного пара, направления и скорости ветров.
При этом важно, что климатические факторы на Земле распространены не случайным, беспорядочным образом. Поскольку зависят они в большой степени от количества солнечного света и тепла, а оно зависит от географической широты , места (мы об этом уже говорили)., то и климаты, похожие между собой, образуют вытянутые параллельно линиям широты природные зоны.
Они отличаются друг от друга, но границы между ними обычно размыты, постепенны. Кроме того, есть, немалые отличия между ландшафтами и внутри каждой природной зоны. Главным образом они связаны с близостью океана. Медленнее, чем суша, нагреваясь и остывая, океаны смягчают климат, не позволяют, например, температуре воздуха меняться слишком резко. Влажность воздуха над океанами гораздо выше, чем над материками.
Кроме того, важна и высота места: чем выше, тем холоднее. Примерно на 6°С на один километр подъема. Поэтому для почти девятикилометрового в высоту Эвереста разница температур на вершине и у подножия может достигать 50°С! Так и получается: у подножия – джунгли, а на вершине – ледники. А между ними – все более холодные ландшафты. Они располагаются как бы поясами, окольцовывающими гору.
Каждый ландшафт населен комплексом растений и животных, грибов и микроорганизмов. Они связаны с ландшафтом, и комплекс этот меняется при переходе к другому ландшафту, даже очень похожему на первый.
Население ландшафта или природной зоны вместе с природными факторами, влияющими на это население, часто называют экологической системой, или экосистемой, – с указанием того, какая именно система имеется в виду. Например, экосистема Земли, состоящая из экосистем тайги, тундры и так далее. А каждая из этих, более мелких экосистем, состоит в свою очередь из еще более мелких – вплоть до отдельных ландшафтов, каждый из которых соответствует отдельной экосистеме. Например, экосистеме дубового леса или экосистеме озера, и так далее.
Высотная поясность
Так что мы можем рассматривать Землю как своего рода лоскутное одеяло, где каждый лоскуток – ландшафт (и, соответственно, экосистема), но сшиты эти лоскутки не беспорядочно, а подобраны «по цветам» – в зависимости от географической широты, от высоты и от близости океанов. Природные зоны есть и в океанах Земли, и появление их связано с теми же закономерностями.