 |
Методы исследования в землеведении
|
|
|
|
Системная классификация географических наук
В каждой отрасли научного знания протекают процессы дифференциации и интеграции.
В географии процесс дифференциации начался в XIX в. и активно развивался в первой половине XX в. Дифференциация — это разделение или расслоение целого на многообразные части. По отношению к научному знанию она означает разделение одной науки на ряд дисциплин, на отдельные направления Единая география разделилась на физическую географию (с отдельными дисциплинами) и экономическую географию (с отдельными дисциплинами).
Во второй половине XX в. наряду с дифференциацией стали проявляться интеграционные тенденции. Интеграция — это объединение знаний, а по отношению к географии — это объединение знаний о природе и обществе.
В настоящее время система географических наук состоит из трех блоков (подсистем): естественнонаучного, социально-экономического и природно-общественного. Кроме того, выделяются «сквозные» науки.
1. Естественнонаучный блок. Этот блок представлен теоретическими и прикладными физико-географическими науками. Основным объектом физической географии является географическая оболочка, которую можно изучать, с одной стороны, как целое, а с другой — по отдельным природным компонентам и природным комплексам.
Общая физическая география изучает географическую оболочку как целое, исследует ее общие закономерности, например зональность, азональность, ритмичность и особенности дифференциации на материки, океаны, природные комплексы.
Ландшафтоведение — наука о ландшафтной сфере и ландшафтах, т.е. индивидуальных природных комплексах. Она изучает структуру ландшафтов, т.е. характер взаимодействия между рельефом, климатом, водами и другими компонентами комплекса, их происхождение, развитие, распространение, современное состояние, а также устойчивость ландшафтов к антропогенным воздействиям.
|
|
|
Палеогеография исследует закономерности развития гео-графической оболочки Земли и составляющих ее ландшафтов. Главная ее задача — изучение динамики природных условий Земли в прошлые геологические эпохи.
В группе общей физической географии и ландшафтоведения выделяются компонентные физико-географические науки, каждая из которых изучает один компонент географической оболочки, например рельеф, климат и др. Однако все природные компоненты тесно связаны друг с другом и с географической оболочкой, составными частями которой они являются, поэтому связаны и науки.
Геоморфология изучает рельеф Земли, а в буквальном переводе с латинского это наука о формах земной поверхности. Рельеф образуется в результате взаимодействия эндогенных (внутренних, например тектонических) и экзогенных (внешних— климат, воды и др.) сил Земли.
Важным компонентом географической оболочки является климат, изучаемый климатологией (греч. Klima — наклон, т. е. наклон поверхности к солнечным лучам). Обычно под климатом понимается многолетний режим погоды, который зависит как от внешних по отношению к Земле факторов, например количества поступающей солнечной радиации, так и от распределения суши и моря, гор и равнин, растительности и др.
Гидросфера изучается гидрологией, основной предмет которой—природные воды, протекающие в них процессы, закономерности их распространения. Гидросфера тесно взаимодействует с атмосферой, ландшафтной сферой, биосферой. В связи с разнообразием водных объектов в гидрологии сформировались две группы дисциплин: гидрология суши и гидрология моря (океанология).
Биогеография — наука, изучающая закономерности распространения растительного покрова, животного мира, формирования биоценозов. Биоценоз — это комплекс растительных и животных организмов, сформировавшийся на одном участке, для которого характерны относительно однородные условия существования. Пример биоценоза — лес, включающий деревья, кустарники, травянистый покров, мхи, насекомых, птиц, млекопитающих.
|
|
|
В последние годы в пограничных областях наук формируются новые смежные дисциплины. Так, на стыке геохимии и ландшафтоведения сложилась очень интересная дисциплина — геохимия ландшафта. Геохимия — наука о распространении химических элементов в земной коре, их миграциях, изменениях химического состава за геологическую историю.
Геофизика ландшафта — формирующаяся наука, расположенная на стыке ландшафтоведения и геофизики. Геофизические науки изучают физические процессы, протекающие как в целом на Земле, так и в отдельных геосферах литосфере, атмосфере, гидросфере. Но эти же процессы идут и в ландшафтной сфере Земли.
2. Социально-экономический блок. Этот блок представлен в первую очередь общей социально-экономической географией.
Наряду с общей социально-экономической географией в блок входят отраслевые науки (география промышленности, география сельского хозяйства, география транспорта, география сферы обслуживания и др.), а также география населения с отдельными направлениями, политическая география, экономико-географическое страноведение.
3. Природно-общественный блок. Это науки, предметами исследования которых являются различного типа взаимодействия между природой и обществом. К числу таких наук относятся геоэкология, историческая география, медицинская география, рекреационная география, ресурсоведение, учение о природно-хозяйственных районах и некоторые другие.
4. «Сквозные» науки. К их числу относятся дисциплины, которые пронизывают всю систему географических наук. Огромное значение для всех географических наук (и не только их) имеет картография. Основная ее цель — правильно отобразить существующий мир картографическими средствами. К ним кроме географических карт относятся звездные карты, рельефные карты, глобусы, блок-диаграммы.
|
|
|
История географии изучает развитие географической мысли и открытие человеком Земли. Она состоит из двух взаимосвязанных разделов: истории путешествий и географических открытий и истории географических учений, т.е. истории создания современной системы географических наук.
Географическая оболочка
Географическая оболочка представляет собой сложное образование, состоящее из взаимодействующих главных земных сфер или их элементов - литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы. Между оболочками Земли происходит сложное взаимодействие, непрерывный обмен веществом и энергией. Все компоненты географической оболочки настолько тесно связаны друг с другом, что изменение одного из них приведет к изменению системы в целом. Например, изменение климата сказывается на ледовитости морен, водности рек и озер, сменах растительных группировок и др.
Следует отметить, что территориально и по объему географическая оболочка совпадает с биосферой.
Географическая оболочка отличается, прежде всего, большим разнообразием вещественного состава и видов энергии. Вещество оболочки одновременно может, находится в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном.
В целом географическая оболочка – наиболее сложно устроенная часть нашей планеты, особенно на контакте сфер: атмосферы и литосферы (поверхности суши), атмосферы и гидросферы (поверхностные слои Мирового океана), гидросферы и литосферы (дно океана), вверх и вниз от этих поверхностей строение географической оболочки становится более простым.
Географическая оболочка неоднородна не только в вертикальном, но и горизонтальных направлениях. Она подразделяется на отдельные природные комплексы (ландшафты) – относительно однородные участки поверхности Земли. Каждый природный комплекс состоит из взаимосвязанных компонентов – составных частей. К ним относятся горные породы, воздух, растения, животные, почвы. Дифференциация географической оболочки на природные комплексы обусловлена неравномерным поступлением тепла на разные ее участки и неоднородностью земной поверхности (наличием материков и океанических впадин, гор, равнин, возвышенностей). Природные комплексы могут быть разных размеров. Самый крупный природный комплекс – географическая оболочка. К природным комплексам относятся материки и океаны. Внутри материков выделяются такие, например, природные комплексы как Восточно-европейская равнина, Уральские горы. Таким образом, вся географическая оболочка представляет собой сложное мозаичное строение и состоит из природных комплексов разного размера. Природные комплексы, образовавшиеся на суше, называют природно-территориальными, а в океане или другом водоеме – природными аквальными.
|
|
|
Географическая оболочка обладает рядом закономерностей. К важнейшим из них относятся целостность, ритмичность развития, горизонтальная зональность и высотная поясность.
Целостность – единство географической оболочки, обусловленное тесной взаимосвязью слагающих его компонентов. Причем географическая оболочка не механическая сумма компонентов, а качественно новое образование, обладающее своими особенностями и развивающееся как единое целое. Любой процесс, происходящий в любой из сфер географической оболочки, обусловлен сам и обуславливает другие, как внутри её самой, так и во всей географической оболочке. Количество солнечной радиации определяет температуру земной поверхности, - температура определяет движение воздуха над поверхностью, - движение воздуха приводит к конденсации, выпадают осадки, - количество осадков направляет развитие гидрографической сети, - речная сеть разрушает поверхность, на которой формируется. Стоит измениться какому-то одному звену этой цепочки – вся цепочка процессов станет строиться по-другому: меньше солнечной радиации – ниже температура, изменяется направление движения воздуха, осадки не образуются, речная сеть не формируется, поверхность преобразуется ветром. Взаимообусловленность элементов географической оболочки – её обязательное свойство.
Географическая оболочка – это саморегулирующая система, взаимодействие её элементов направленно на сохранение её целостности. При малейшем изменении какого-либо из элементов вся система перестраивается и, таким образом, сохраняет свою целостность. Все процессы в географической оболочке происходят по кругу. Они строятся как звенья в цепи, которые, сменяя друг друга, передают и трансформируют энергию от её одного звена к другому. Целостность свойственна всем природным комплексам. Она достигается круговоротом вещества и энергии. Целостность географической оболочки — это главное ее свойство.
|
|
|
Географической оболочке свойственная ритмичность развития – повторяемость во времени тех или иных явлений. В природе существуют ритмы разной продолжительности - суточный, внутривековой, сверхвековой.
Планетарной географической закономерностью является зональность – закономерное изменение природных комплексов по направлению о экватора к полюсам. Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки – географические пояса. Они отличаются друг от друга температурными условиями, а также общими особенностями циркуляции атмосферы, почвенно-растительного покрова.
Земная поверхность сложна и мозаична и зональные черты выделяются путем относительной генерализации более мелких структурных подразделений. Любая из имеющихся на сегодняшний день схема зонального деления земной поверхности и зонального распределения отдельных компонентов географической оболочки отличается лишь самим элементом, степенью подробности и объективной точности.
Радиационные пояса. Количество солнечной радиации, получаемое Землей, зависит от угла падения солнечных лучей на земную поверхность и расстояния между Землей и Солнцем. Угол падения солнечных лучей зависит в свою очередь от географической широты и высоты Солнца над горизонтом (меняющейся в течение суток и по временам года). Различный приход солнечной радиации на разных широтах позволяет выделить радиационные пояса: жаркий (между тропиками), два умеренных (между тропиками и полярными кругами) и два холодных (между полюсами и полярными кругами). Их иногда изображают в виде поясов освещенности Земли.
Тепловые пояса. Помимо географической широты, на распределение тепла на Земле влияют соотношение площадей суши и моря, состояние атмосферы, рельеф, высота местности над уровнем моря, морские и воздушные течения. Если принять во внимание эти факторы, то, очевидно, что границы тепловых поясов совмещать с конкретными параллелями не совсем правильно. Поэтому в качестве границ обычно принимают изотермы: годовые — для выделения пояса, в котором годовые амплитуды температуры воздуха малы, и самого теплого месяца — для выделения поясов, где колебания температуры в году более резкие. По этому принципу выделяют тепловые пояса, которых также пять: теплый, или жаркий, ограниченный в каждом полушарии годовой изотермой +20°С, проходящей вблизи 30-й северной и 30-й южной параллели, два умеренных, которые в каждом полушарии лежат между годовой изотермой +20°С и изотермой +10°С самого теплого месяца (соответственно, июля или января), два холодных, в которых средняя температура самого теплого в данном полушарии месяца менее +10°С.
Климатические пояса. В формировании природных зон участвуют не только прямая солнечная радиация, но и такие важные элементы климата, как адвективное тепло и влага. Для каждой природной зоны характерно определенное количество тепла и годовое количество атмосферных осадков, а также соотношение между ними. Рассматривая проблему географической зональности, А. А. Григорьев констатировал, что в основе изменений строения и развития географической среды по поясам, зонам и подзонам лежат, прежде всего, изменения количеств тепла, влаги и их соотношения. М.И. Будыко доказал тесную связь географических зон с двумя климатическими параметрами — радиационным балансом земной заключить, что основным фактором формирования географических зон является климат.
Действительно, атмосферная и океаническая циркуляции и влагооборот влияют на тепловые условия земного шара, а, следовательно, и на все то, что прямо или косвенно ими управляется. Причины и следствия переплетены здесь настолько тесно, что все три фактора должны рассматриваться как сложное единство. Каждый из перечисленных факторов зависит от географической широты места, высоты над уровнем моря и характера земной поверхности. Широта определяет величину солнечной радиации. С высотой меняются температура и давление воздуха, содержание в нем влаги, режим ветров. Так как все климатообразующие факторы, кроме рельефа и расположения суши и моря, имеют тенденцию к зональности, вполне естественно, что и климаты зональны.
По относительной устойчивости климата отдельных участков земной поверхности выделяют тринадцать климатических поясов: экваториальный, два субэкваториальных, два тропических, два субтропических, два умеренных, два субарктических, два арктических.
Географические пояса. Климатические пояса служат основой для выделения географических поясов — наиболее крупных зональных подразделений географической оболочки. По числу и даже по названиям географические пояса совпадают с климатическими. Однако границы этих поясов совпадают не везде, что связано с более сложной организацией географических поясов, включающих почвенно-растительный покров, геоморфологические, биохимические, гидрогеологические объекты, которые могут не соответствовать всем параметрам современного климата. В пределах географических поясов выделяют географические, или ландшафтные зоны, которые характеризуются господством одного зонального типа ландшафта. Зоны в меньшей степени, чем пояса, имеют широтную ориентацию и протяженность, так как условия увлажнения обусловлены не только климатическими факторами, но и структурой самого ландшафта. К.К.Марков, исследуя историю географической зональности, установил два типа зональности, которые сменяли друг друга во времени. В геологические эпохи, когда средняя температура земной поверхности была сравнительно высокой, формировалась простая, обычно субширотная зональность с сильным развитием тропических областей. В холодные периоды общее число географических зон и поясов увеличивалось, внутритропическое пространство сужалось, границы поясов и зон сдвигались в сторону от экватора, за счет чего расширялись внетропические пространства. Современная поясно-зональная структура земной поверхности дает основание полагать, что Земля еще переживает холодный период с сохранением ледниковых покровов, поскольку ледники свойственны не только полярным областям, но и высокогорьям всего земного шара. Интересная закономерность изменения природы, получившая название высотной поясности, наблюдается в горных районах. Высотная поясность – закономерная смена природных компонентов и природных комплексов с подъемом в горы от подножия до вершин.
Ученые неодинаково проводят верхнюю и нижнюю границы географической оболочки. Одни считают, что границы географической оболочки очерчивают пределы распространения жизни на Земле. При таком подходе верхняя граница совпадает с максимальной концентрацией озона на высоте 20—30 км (озон поглощает ультрафиолетовую радиацию, избыточное количество которой убивает все живое). Нижняя граница проводится на глубине 20 км, где температура земной коры достигает 600 °С и поэтому жизнь невозможна. Следовательно, при такой аргументации границ мощность географической оболочки составляет более 40 км, а сама оболочка совпадает с биосферой.
Иногда в географическую оболочку включают только тропосферу, по верхней границе которой (тропопаузе — в умеренных широтах на высоте 10—12 км) проводят и верхнюю границу географической оболочки. Нижнюю границу часто совмещают с подошвой земной коры (поверхностью Мохоровичича). Эта граница разделяет среды разного химического состава (либо фазы одной среды) и располагается в океанах на глубине 10 — 12 км, а на суше — на глубине до 55 — 65 км (в области активного горообразования).
Освоенную человеком часть географической оболочки называют географической средой, т.е. средой, в которой живет человек.
В последние годы обострение экологической обстановки на Земле привело к распространению в науке и обыденной жизни понятия «окружающая среда». Когда говорится о ней, то подразумевается, что оцениваются условия жизни человека в определенном природном окружении, состояние природных комплексов, их способность воспроизводить здоровую среду жизни человека, возобновимые природные ресурсы (биологические, водные и др.). Можно говорить о благоприятной и неблагоприятной окружающей среде, рациональном и нерациональном использовании ее ресурсов. Понятие окружающей среды отличается от понятия географической среды тем, что в центре рассуждений находится человек с его потребностями. Поэтому термин «географическая среда» широко используют историки и философы, а термин «окружающая среда» — экологи и метеорологи.
Итак, географическая оболочка представляет собой сложное комплексное образование и является объектом изучения общего землеведения, физической географии и ряда других преимущественно естественных наук.
Методы исследования в землеведении
Для развития физической географии необходимо огромное количество данных о природных объектах, явлениях и процессах. Только умело обработав с помощью различных методов исследования информацию, ученый-географ может прийти к обобщающему выводу о составе, развитие, закономерности распространения и изменения объекта исследования. Например, только для того, чтобы установить среднемесячную температуру воздуха в каком-либо пункте, необходимо воспользоваться 240 данными наблюдения, то есть иметь информацию о температуре, измеренную через каждые 3 часа ежесуточно. А среднемесячная температура января или июля, подаваемой на климатических картах, - это результат обработки данных многолетних наблюдений.
В физической географии разнообразие методов предопределяется сложностью изучаемых объектов — географической оболочки и ландшафтов. Имеющиеся классификации методов исследования неоднозначны и не бесспорны. Между тем в методах исследования требуется предельная ясность, так как их система определяет методологию науки, ее содержание и продвижение вперед
|
|
|
