Ледники. Их типы. Снеговая линия.

 

Ледни́к — масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Образуются ледники в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем балансе. Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. На леднике выделяют в верхней части область питания (аккумуляции) и в нижней части область расхода (абляции), то есть области с положительным и отрицательным годовым балансом массы. Эти две области разделяет граница питания, на которой накопление льда равно его убыли. Избыток льда из области питания перетекает вниз в область абляции и восполняет там потери массы, связанные с таянием, испарением и механическим разрушением.

В зависимости от изменяющихся во времени соотношений аккумуляции и абляции происходят колебания края ледника. В случае существенного усиления питания и превышения его над таянием, край ледника продвигается вперёд — ледник наступает, при обратном соотношении ледник отступает. При длительно сохраняющемся равновесии питания и расхода край ледника занимает стационарное положение.

Кроме таких вынужденных колебаний, прямо связанных с балансом массы, некоторые ледники испытывают быстрые подвижки (пульсации, серджи), которые возникают как результат процессов внутри самого ледника — скачкообразных перестроек условий на ложе и перераспределения вещества между областями аккумуляции и абляции без существенного изменения общей массы льда.

Современные ледники покрывают площадь свыше 16 млн км², или около 11 % суши. В них сосредоточено более 25 млн км³ льда — почти две трети объёма пресных вод на планете.

Существуют покровные и горные ледники.

Покровные ледники занимают 98,5% площади современного оледенения и почти сплошь покрывают Антарктиду, Гренландию, часть Канадского архипелага, огромные районы Исландии, северо-восточную часть Шпицбергена и Новой Земли, значительные части Земли Франца Иосифа, Северной Земли и ряд небольших арктических островов. Отличительными особенностями покровных ледников являются: 1) огромные размеры; 2) отсутствие четкой границы между областями стока и питания; 3) плоско-выпуклая форма и направление движения, связанное у типичных покровных ледников (Гренландия, Антарктида) с пластичностью льда, а не с рельефом ложа.

Среди покровных ледников различаются следующие типы.

Шпицбергенский тип — мощность ледника, сплошь покрывающего горный массив, невелика. Местами среди льда возвышаются свободные от снега вершины, а рельеф поверхности ледника повторяет в сглаженном виде погребенный рельеф его ложа.

Ледниковые купола — куполообразные массы льда, возникающие на участках относительно плоского рельефа за счет увеличения мощности ледников шпицбергеновского типа. Их поверхность вовсе не отражает погребенного ими рельефа. Ледниковые купола известны на Северной Земле, на некоторых островах Земли Франца Иосифа, в Исландии и на антарктических островах.

Ледниковые щиты — покровные ледники щитообразной формы, сложенные очень мощным льдом. Движение таких ледников и их форма не связаны с рельефом ложа и определяются пластичностью льда и распределением давления в его массе. Обычно лед растекается из центральной зоны щита (области питания) к периферии совершенно независимо от уклона подстилающей его поверхност

Ледниковые покровы — огромные покровные ледники, состоящие из нескольких щитов. Айсберги - Концы ледниковых языков и даже целые ледниковые подножия, спускающиеся в море, обламываются и всплывают, образуя айсберги. Размеры айсбергов бывают очень большими. В Атлантическом океане они доходят до 40° с. ш., а в южном полушарии — до 30° ю. ш. Айсберги несут огромные количества обломков горных пород (часто миллионы тонн), которые тонут по мере их таяния, образуя ледниково-морские осадки. Таяние айсбергов и льда у антарктических берегов изменяет солевой состав вод Атлантического, Индийского и Тихого океанов.

Снегова́я ли́ния — уровень земной поверхности, выше которого накопление твёрдых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.

Снеговая линия формируется под воздействием климатических особенностей данной территории, прежде всего соотношения тепла и влаги, а также макро- и мезорельефа. Она представляет собой отражение нижнего уровня хионосферы в реальных условиях рельефа земной поверхности. Снеговая линия снижается в холодных и влажных районах и поднимается в тёплых и засушливых. В Антарктике она опускается до уровня моря, а в Арктике расположена на несколько сотен метров выше уровня моря. Наибольшей высоты снеговая линия достигает в сухих тропических и субтропических районах (на Тибетском нагорье и Южноамериканских Андах до 6,5 км), снижаясь на экваторе до 4,4 км.

Климатическая снеговая линия (теоретическая) — нижняя граница сохранения части выпадающих твёрдых осадков на горизонтальной незатенённой поверхности.

Уровень 365 — самый низкий высотный уровень, на котором снежный покров лежит круглый год. Вычисляется интерполяцией вверх данных о продолжительности залегания снега.

Истинная снеговая линия (местная) — наивысшее положение снеговой линии в конце лета на реальной поверхности.

Сезонная снеговая линия (граница сезонного снега) — нижняя граница распространения снежного покрова в данный момент.

Орографическая снеговая линия — нижняя граница постоянных снежников.

 

24. Атмосфера. Её строение.

Атмосфе́ра — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.

Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология. Толщина атмосферы — примерно 120 км от поверхности Земли. Атмосфера Земли возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она формировалась и за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах. В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).

Строение атмосферы:

Тропосфера - Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м.

Тропопауза - Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.

Стратосфера - Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза - Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).

Мезосфера - начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Мезопауза - Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).

Линия Кармана - Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. В соответствии с определением ФАИ, линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли - Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.

Термосфера - Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности — например, в 2008—2009 гг — происходит заметное уменьшение размеров этого слоя.

Термопауза - Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежён, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

 

25. Солнечная радиация. Её виды. Распределение солнечной радиации по земной поверхности.

 

Солнечная радиация — излучение Солнца, которое распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью 300 000 км / с.

Электромагнитная радиация распространяется в виде электромагнитных волн с скоростью света и проникает в земную атмосферу. К земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. До 47% общего количества радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы, достигает поверхности Земли и поглощается ею, 25% задерживается атмосферой — рассеивается молекулами газов и примесями. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардный его излучения.

Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, географической широты местности, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации радиации служат Актинометр и пиргелиометры.

Солнечная радиация обычно измеряется по ее тепловому воздействию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.

Виды солнечной радиации

Прямая радиация — солнечная радиация, доходящая до земной поверхности в виде пучка параллельных лучей, исходящих непосредственно от солнечного диска.

Рассеянная радиация — солнечная радиация, которая была рассеяна в атмосфере, поступает на земную поверхность по всему небесного свода. В пасмурные дни она является единственным источником энергии в приземных слоях атмосферы.

Суммарная радиация — совокупность прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в естественных условиях на земную поверхность. Она зависит от географической широты, высоты над уровнем моря, прозрачности атмосферы и облачности. В горных районах распределение солнечной радиации очень сложный, потому что ее величина определяется также еще экспозицией и крутизной склонов. Распределение суммарной радиации представлено для равнин и предгорий с абсолютными высотами до 600 м.

Количество суммарной радиации уменьшается от экватора к полюсам, поскольку количество радиации, достигла земной поверхности, зависит от угла падения лучей, т.е. от широты местности. На всей территории СССР, кроме некоторых районов Средней Азии, юга Восточной Сибири и Дальнего Востока, зимой преобладает рассеянная радиация, летом — прямая солнечная радиация.

Отношение отраженной радиации к той, что поступила на данную поверхность, называется альбедо. Различные типы поверхности обладают различными показателями отражения солнечной радиации.

Солнечные лучи, пройдя через атмосферу, падают на поверхность Земли и нагревают ее.

Темп-ра у поверх-ти Земли распределяются не равномерноно, т. к. лучи солнца макс. нагревают те участки на которые попадают отвесно, поэтому макс температура на экваторе, а минимальна на полюсах.

Таким образом, распределение температуры воздуха над поверхностью Земли зависит от следующих четырех основных факторов:

1) широты,

2) высоты поверхности суши,

3) типа поверхности, в особенности от расположения суши и моря,

4) адвективного переноса тепла ветрами и течениями.