 |
Построение и анализ гипсографической и батиграфической кривой.
|
|
|
|
Гипсографическая и батиграфическая кривая – линии, показывающие соотношение площадей, занимаемых на Земле различными высотами и глубинами. Для ее построения используются данные табл.3.
Таблица 3. Соотношение площадей земной поверхности,
расположенных на различных высотах и глубинах
| Суша | Океан | ||
| Высота, м | Площадь ступеней высот, млн. км 2 | Глубина, м | Площадь ступеней глубин, млн. км 2 |
| 8848 - 3000 | 8,4 | 0 - 200 | 27,1 |
| 3000 - 2000 | 11,2 | 200 - 1000 | 16,0 |
| 2000 - 1000 | 22,5 | 1000 - 2000 | 15,8 |
| 1000 - 500 | 28,7 | 2000 - 3000 | 30,8 |
| 500 - 200 | 39,7 | 3000 - 4000 | 75,8 |
| 200 - 0 | 37,6* | 4000 - 5000 | 114,7 |
| 5000 - 6000 | 76,8 | ||
| 6000 - 11022 | 5,0 |
* Включая площадь суши, находящуюся ниже уровня Океана - 0,8 млн. км2
Гипсографическая и батиграфичекая кривая (рис. 1) строится на миллиметровой бумаге. На оси абсцисс откладываются площади ступеней высот и.глубин, на оси ординат – высоты и глубины. Рекомендуемый масштаб: горизонтальный – в 1 см 20 млн. км2, вертикальный – в 1 см 1000 м. Порядок построения кривой следующий: из начальной точки (х) восстанавливается перпендикуляр до наибольшей высоты (8848 м)-х1, на оси абсцисс от начала графика в масштабе откладывается
Рис. 1. Гипсографическая и батиграфическая кривая Земли
площадь первой ступени высот (8858-3000 м – 8,4 млн. км2), точка f и восстанавливается перпендикуляр (Ш) до точки U – до нижнего предела данной ступени высот (3000 м).
Далее от точки f по оси абсцисс откладывается площадь второй ступени высот (11,2 млн км2) – f d, а затем из точки (d) восстанавливается перпендикуляр до нижнего предела высоты данной ступени (2000 м) – dz. От точки d откладывается площадь третьей ступени высот и т.д. Так же последовательно за высотой суши откладываются и площади средних глубин океанов. Только сами глубины откладываются вниз от оси абсцисс. Соединив плавной линией вершины всех перпендикуляров, получим гипсографическую и батиграфическую кривую. Кривая разделит нулевую линию на два отрезка, соответствующие по длине в масштабе площади, занимаемой сушей (149 млн. км2) и Океаном (361 млн. км2).
|
|
|
Часть кривой, находящейся выше нулевой линии (уровня Океана), носит название гипсографической кривой (от греч. hipsos – высота, grapho – пишу) и показывает соотношение площадей, расположенных на различных высотах. Часть кривой ниже уровня Океана, показывает соотношение площадей, расположенных на различных глубинах, и носит название батиграфической кривой (от греч. batos – глубина, grapho –пишу).
Определить и показать линиями на чертеже:
1. Средний уровень земной коры (твердой земной поверхности).
2. Средний уровень земной поверхности (физической поверхности Земли).
3. Среднюю высоту суши.
4. Среднюю глубину океана.
1. Средний уровень земной коры – уровень, на котором располагалась бы выровненная поверхность Земли без воды. Для определения среднего уровня земной коры необходимо изобразить площадь (S) фигуры, ограниченной гипсографической и батиграфической кривой и прямыми уу1, и у1к, т.е. luzcky1, в виде прямоугольника, основание которого представлено прямой y1k.
Из конечной точки гипсографической и батиграфической кривой (k) восстанавливаем перпендикуляр на ось абсцисс (km) и ось ординат (ky1). Подсчитываем площадь фигуры luzcky1 (вначале подсчитываем целые квадраты, а затем их части). Так как по оси абсцисс нанесена площадь, занимаемая различными ступенями высот и глубин, а по оси ординат – высоты, то площадь фигуры будет соответствовать объему земной коры выше уровня 11022 м. Определяем (в см) длину основания прямоугольника y1k. Высота прямоугольника определяется:
Высота откладываемой точки у, вверх по оси ординат. Из вершины этой высоты проводится линия, параллельная оси абсцисс. Эта линия и будет соответствовать среднему уровню земной коры, т.е. уровню, на котором находилась бы поверхность земной коры, если весь объем земной коры, находящийся выше уровня 11022 м, расположить ровным слоем, т.е. линия должна пройти ниже уровня океана. Числовое значение уровня земной коры (в м) определяется по масштабу оси ординат и наносится на линии среднего уровня земной коры.
|
|
|
2. Средний уровень земной поверхности (физической поверхности земли) – уровень, на котором расположится поверхность водной оболочки, если она ровным слоем покрывает Землю выше уровня земной коры (твердой земной поверхности). Подсчитываем площадь фигуры cmk. Эту площадь представляем в виде прямоугольника над уровнем земной коры, т.е. площадь фигуры cmk (в см2) делим на хm (в см) и полученную высоту откладываем по оси ординат вверх от линии среднего уровня земной коры. Пользуясь масштабом, находим цифровое значение среднего уровня земной поверхности. Параллельно оси абсцисс проводим линию среднего уровня земной поверхности и подсчитываем; значение в метрах.
3. Средняя высота суши определяется делением площади фигуры xlc на длину прямой хс, т.е. делением объема земной коры выше современного уровня Океана на площадь, занимаемую сушей. Полученную высоту откладываем на оси ординат выше точки 0. Проводим линию средней высоты суши и надписываем значение в метрах.
4. Среднюю глубину океана определяем делением площади фигуры cmk на длину линии cm. Полученную величину откладываем от точки 0 вниз на оси ординат. Наносим линию средней глубины Океана параллельно оси абсцисс и надписываем ее значение в метрах.
Дать анализ кривой. Указать: а) какие площади занимают горы, плоскогорья, низменности, материковая отмель, материковый склон, ложе океана, глубоководные океанические впадины; б) какие ступени высот и глубин на Земле наиболее характерны.
Задание 2
Познакомиться с понятиями "Геотектура", "Морфоструктура" и "Морфоскульптура", дать их определение, объяснить принципы, положенные в их основу. Привести на карте мира примеры различных категорий гео-, морфоструктур и морфоскульптур. На контурной карте мира на каждом материке постройте круговую диаграмму (табл.4), показывающую соотношение площадей (%), занятых основными типами геотектуры и морфоструктуры: равнинно-платформенными я орогеническими. Последние подразделите (используя штриховку) в соответствии с возрастом складчатости. Сравните диаграммы, построенные для разных материков с данными для суши в целом. Какие наблюдаются закономерности в соответствии основных типов геотектуры и морфоструктуры для суши в целом и для отдельных материков? Чем они объясняются? Какие отклонения от общих закономерностей наблюдаются и с чем они связаны?
|
|
|
Таблица 4. Площади суши, занимаемые основными типами геотектуры и
морфоструктуры (по Н.П. Неклюковой, 1977)
| Типы геотектуры морфоструктуры | Суша (без обл. занят, современ. ледников, щитами) | Европа | Азия | Африка | Северная Америка | Южная Америка | Австралия |
| I. Равнинно-платформен-ные области: | 64,0 | 70,3 | 43,0 | 84,1 | 61,0 | 76,6 | 73,8 |
| 1. Цокольные равнины и плоскогорья древних платформ | 16,6 | 11,9 | 3,0 | 25,8 | 23,0 | 18,6 | 37,0 |
| 2. Равнины и плато древних плит | 31,0 | 34,5 | 13,8 | 48,4 | 28,8 | 47,8 | 24,3 |
| 3. Равнины и мелкосопочник молодых платформ | 5,6 | 12,9 | 12,9 | – | – | 3,0 | – |
| 4. Кряжи и плоскогорья молодых платформ | 0,3 | 1,9 | 0,3 | – | – | – | – |
Продолжение таблицы 4
| 5. Краевые низменности | 8,6 | 8,0 | 9,7 | 9,0 | 9,2 | 3,3 | 11,8 |
| 6. Вулканические плато | 1,9 | 1,1 | 3,3 | 0,9 | 3,9 | 0,7 | |
| II Горные (орогенические) области: | 36,0 | 29,7 | 57,0 | 15,9 | 39,0 | 23,4 | 26,2 |
| 1.Горы и нагорья областей докембрийской складчатости | 3,3 | _ | 2,8 | 7,2 | 1,7 | 3,4 | _ |
| 2. Палеозойской складчатости | 6,2 | 12,8 | 8,6 | 0,6 | 4,3 | 3,3 | 10,1 |
| 3. Мезозойской складчатости | 6,6 | _ | 6,0 | _ | 23,5 | 0,6 | _ |
| 4. Кайнозойской складчатости | 11,2 | 15,8 | 15,3 | 2,1 | 4,3 | 14,7 | 10,1 |
| 5. Вулканические горы и нагорья | 1,2 | 0,2 | 4,2 | 3,3 | 5,2 | 1,4 | 2,0 |
| 6. Внутриплатформенные горы | 4,4 | 0,9 | 10,6 | 2,7 | – | – | 4,0 |
| 7. Межгорные равнины | 3,1 | – | 9,5 | – | – | – | – |
Задание 3
1. Что такое а) платформа? б) складчатое сооружение? в) геосинклиналь? Каково строение материковой и океанической платформ?
|
|
|
2. Сопоставить тектоническую и физическую карты мира (ФГАМ, Географический атлас для учителя средней школы) и выявить, какой тип рельефа суши – равнинный или горный (назовите конкретные горы и равнины) преобладает в областях распространения: а) древних платформ, б) каледонской, в) герцинской, г) мезозойской и д) альпийской складчатости.
3. К каким тектоническим областям приурочены величайшие на Земле равнины и высочайшие горы?
4. Нанесите на контурную карту высочайшие горные вершины кружочками и отметками абсолютных высот (табл. 5).
Таблица 5.
| Вершина | Высота, м | Горная система |
| Джомолунгма | Гималаи | |
| Канченджанга | Гималаи | |
| Джаулагири | Гималаи | |
| Нанга Прабат | Гималаи | |
| Чогори | Каракорум | |
| Улугмузтаг | Куньлунь | |
| Пик Коммунизма | Памир | |
| Килиманджаро | ||
| Пик Ленина | Памир | |
| Пик Победы | Тянь-Шань | |
| Хан-Тенгри | Тянь-Шань | |
| Монблан | Альпы | |
| Мак-Кинли | Кордильеры | |
| Аконкагуа | Анды | |
| Косцюшко | Австралийские Альпы |
Раздел: АТМОСФЕРА.
Задание 1.
1. Дать анализ карты распределения радиационного баланса на Земле (рис. 2):
А. Каковы общие закономерности в изменении радиационного баланса на поверхности Земли?
Б. Почему максимальные величины радиационного баланса приходятся на поверхность океана?
В. Какие районы на земном шаре и почему имеют наибольшие величины радиационного баланса?
Задание 2.
2.Дать анализ составляющих теплового баланса континентов и океанов (табл.6).
Таблица 6. Тепловой баланс континентов и океанов, кДж/(см2 • год)
| Составляющие теплового баланса | Континенты или части света | Океаны | |||||||
| Европа | Азия | Африка | Северная Америка | Южная Америка | Австралия | Атлантический | Тихий | Индийский | |
| Радиационный баланс R | |||||||||
| Затраты тепла на испарение LE | |||||||||
| Турбулентный поток тепла от подстилающей поверхности к атмосфере Р |
А. Выявить общие закономерности в соотношении между компонентами теплового баланса для континентов и океанов.
Б. Сравнить приходную и расходную части теплового баланса континентов и океанов и объяснить существующие между ними различия.
В. Объяснить различия в величинах расходной части теплового баланса разных континентов.
3.Вычислить тепловой баланс ландшафтно-климатических зон (табл. 7)и на основании полученных данных выявить соотношение между приходными и расходными частями теплового баланса различных зон.
|
|
|
Рис. 2. Распределение радиационного баланса на Земле
Таблица 7. Компоненты теплового баланса различных
ландшафтно-климатических зон, кДж/(см2 • год)
| Зоны | Прямая радиация | Рассеянная радиация | Отраженная радиация | Эффективное излучение | Затраты тепла на испарение LE | Тепловой баланс |
| Арктическая | – | |||||
| Тундра | ||||||
| Тайга | ||||||
| Смешанные леса | ||||||
| Лесостепь | ||||||
| Степь | ||||||
| Полупустыня | ||||||
| Пустыни |
Задание 3.
Дать анализ карты годовой амплитуды температуры воздуха (рис. 3).
А Каковы закономерности изменения годовой амплитуды температуры воздуха в направлении от экватора к полюсам? Какова амплитуда температуры воздуха в приэкваториальных, тропических, умеренных и приполярных широтах? На каких широтах земного шара наблюдаются максимальные амплитуды температуры воздуха?
Б. Выявить районы с максимальными и минимальными годовыми амплитудами температуры воздуха.
В. Сравнить годовые амплитуды температуры воздуха суши и океана одних и тех же широт.
Г. Сравнить годовые амплитуды температуры воздуха Северного и Южного полушарий. Объяснить выявленные закономерности.
Рис. 3. Средняя годовая амплитуда температуры воздуха
Задание 4.
А. Вычертить график зависимости распределения годовых температур и амплитуд температур воздуха по параллелям от распределения суши и моря на поверхности Земли, по данным табл. 8.Дать анализ графика: а) указать, насколько постепенно изменяются среднегодовые температуры и годовые амплитуды воздуха от экватора к полюсам и как это связано с распределением суши и моря по параллелям; б) сравнить среднегодовые температуры и годовые амплитуды воздуха на одних и тех же широтах Северного и Южного полушарий. Дать объяснение выявленным закономерностям.
Примечание. Все данные табл. 8 наносят на один график. На оси абсцисс откладывают градусы широты (направо от нуля градусы широт Северного полушария, налево от нуля - Южного). Процент суши, годовые амплитуды и средние годовые температуры воздуха откладывают на оси ординат (положительные среднегодовые температуры – вверх от нуля графика, отрицательные – вниз). Процент суши для разных широт приводят в виде столбиковых диаграмм, распределение средних температур и амплитуд воздуха - в виде кривых.
Кривые проводят цветными карандашами.
Масштаб графика: для градусов широт – в 1 см 10°: для температур воздуха – в 1 см 2° С: для амплитуды температур - в 1 см 3° С; для процента суши - в 1 см 10%.
Б. Построить карту июльских и январских изотерм для Восточно-Европейской равнины. Изотермы июля (12°, 14°, 16°, 18°, 20°, 22°, 24°) провести красными линиями, изотермы января (–4°, –6°, –8°, –10°, –12°, –14°, –16°, –18°) провести синими линиями.
Изотермы проводят на контурной карте. Пользуясь атласом, находят каждый пункт на контурной карте и около него простым карандашом проставляют цифры средних температур, взятые из табл. 9 (название пункта на контурной карте писать не следует, чтобы не загружать карту; если на карте тот или иной нужный пункт не отмечен пунсоном, его нужно отметить карандашом в виде точки или кружочка).
Таблица 8. Средняя годовая температура и амплитуда температуры воздуха на разных широтах
| Полушария Земли | Показатели | Широта, град | |||||||||
| Северное | Процент суши | 43,5 | 31,5 | ||||||||
| Средняя годовая температура воздуха, °С | -22,7 | -17,2 | -10,7 | -1,1 | 5,8 | 14,1 | 20,4 | 25,3 | 26,7 | 26,2 | |
| Годовая амплитуда, °С | 40,0 | 32,3 | 32,1 | 29,7 | 24,9 | 18,5 | 12,5 | 5,9 | 1,8 | 1,1 | |
| Южное | Процент суши | ||||||||||
| Средняя годовая температура воздуха, °С | -33,1 | -27,0 | -13,6 | -3,4 | 5,8 | 11,8 | 18,4 | 22,9 | 25,3 | ||
| Годовая амплитуда, °С | 34,5 | 28,7 | 19,6 | 11,2 | 5,4 | 7,1 | 8,2 | 5,8 | 3,6 |
Таблица 9. Средние температуры воздуха, ° С
| Название станции | Январь | Июль | Название станции | Январь | Июль |
| Мурманск | -11,5 | 12,6 | Казань | -13,6 | 19,9 |
| Петрозаводск | -9,6 | 16,5 | Курск | -9,3 | 19,4 |
| Санкт-Петербург | -7,9 | 17,5 | Воронеж | -9,8 | 20,6 |
| Новгород | -8,4 | 17,6 | Киев | -6,0 | 19,3 |
| Архангельск | -13,3 | 15,3 | Одесса | -3,1 | 21,4 |
| Усть-Цильма | -18,2 | 14,4 | Харьков | -7,7 | 20,6 |
| Минск | -6,8 | 17,5 | Днепропетровск | -6,0 | 22,3 |
| Нижний Новгород | -12,2 | 19,4 | Херсон | -3,4 | 23,3 |
| Москва | -10,8 | 18,0 | Ростов-на-Дону | -6,1 | 23,7 |
| Киров | -14,9 | 18,1 | Саратов | -11,3 | 23,1 |
| Пермь | -16,0 | 18,0 | Астрахань | -7,1 | 25,2 |
| Екатеринбург | -16,2 | 17,2 |
Точки с одинаковыми температурами находят методом интерполяции. Для этого ближайшие пункты соединяют прямыми линиями. Эти линии делят на части соответственно разности температур в этих двух пунктах. Затем определяют искомую точку. Все вспомогательные линии, на которых производились расчеты и цифры, обозначающие температуры пунктов, после определения точек с одинаковыми температурами стирают и проводят изотермы.
Пример. Для проведения каждой изотермы достаточно выбрать 5-7 соседних пунктов. Для построения июльской изотермы 15° выбираем следующие шесть пунктов: Мурманск, Петрозаводск, Санкт-Петербург, Новгород, Архангельск, Усть-Цильма. На карте Мурманск соединяется прямыми линиями с Петрозаводском, Санкт-Петербургом, Новгородом, Архангельском, а Архангельск – с Усть-Цильмой. Из данных таблицы видно, что между этими пунктами должны находиться точки со средней температурой июля 15° С. Далее измеряют расстояния между пунктами по проведенным прямым линиям и составляют пропорции для расчета расстояния на карте, соответствующего изменению температуры на 0,1° С. Например, измеренное расстояние между Мурманском и Санкт-Петербургом равно 15 см, а разность температур между этими пунктами в июле составляет 4,9° С.
Тогда:
4,9° – 15см 
.
0,1° – х
Следовательно, на карте на каждые 0,3 см между Мурманском и Санкт-Петербургом температура изменяется на 0,1° С. В Мурманске средняя температура июля 12.6° С, т. е. ниже нужной нам температуры (15° С) на 2,4° С. Если на карте на каждые 0,3 см температура между Колой и Санкт-Петербургом изменяется на 0,1° С, то на 2,4° С температура изменится на расстоянии, равном:
0,1°-0,3см 
.
2,4° -х
Следовательно, искомая точка с температурой 15° С будет находиться на расстоянии 7,2 см от Мурманска. Эту же точку можно найти, если расчет вести от Санкт-Петербурга.
Подобным методом определяется местоположение точек со средней температурой июля 15° С и между другими пунктами.
Для сокращения расчетов целесообразно между двумя пунктами находить сразу все требуемые точки, чтобы в последующем к этим пунктам уже не возвращаться. Так, в нашем примере между Мурманском и Санкт-Петербургом вслед за определением местоположения точки с температурой 15° С целесообразно сразу найти точки с температурой 16 и 17° С, а затем переходить к расчетам между двумя другими пунктами.
ИСПАРЕНИЕ И ИСПАРЯЕМОСТЬ
1. Дать анализ карт годовых величин испарения и испаряемости на Земном шаре (рис. 4 и 5).
А. Выявить основные закономерности в распространении годовых величин испарения по широтам.
Б. Сравнить величины испарения на суше и на океане на одних и тех же широтах и объяснить существующие между ними различия.
В. Выявить основные закономерности в распространении годовых величин испарения по широтам.
Г. Сравнить годовые величины испарения и испаряемости на разных широтах и объяснить различное соотношение между этими величинами. На каких широтах и почему величины испарения и испаряемости почти совпадают и на каких широтах разница между ними достигает максимальных значений?
Д. Почему на карте годовой испаряемости над океанами не показана величина испаряемости?
Рис. 4. Карта испарения за год (в мм)
Рис. 5. Карта испаряемости за год в мм
Давление атмосферы и ветер
Составить краткий письменный анализ взаимосвязей, существующих в годовом распределении основных метеорологических элементов (между давлением, температурой, суммой осадков, испарением, облачностью, преобладающим направление ветров, относительной влажностью и упругостью водяных паров на следующих широтах Северного полушария по нижеприведенным данным (таб.10):
а) 0-10° (экваториальные широты);
б) 20-30° (тропические широты);
в) 50-60° (умеренные широты);
г) 80-90° (полярные широты).
Таблица 10. Среднегодовая температура и среднегодовое давление по широтам
| Широта, град | Температура, °С | Давление, гПа | Широта, град | Температура, ° С | Давление гПа |
| -22,7 | 1015,0 | 14,1 | 1015,9 | ||
| -17,2 | 1014,2 | 20,4 | 1015,5 | ||
| -10,7 | 1012,2 | 25,3 | 1012,2 | ||
| -1,1 | 1011,5 | 26,7 | 1010,5 | ||
| +5,8 | 1014,2 | 26,2 | 1010,5 |
|
|
|
