Что такое ритмичность в географической оболочке приведите примеры ритмов?

4 ответов на вопрос “Что такое ритмичность в географической оболочке приведите примеры ритмов?”

  1. maxnovdenis Ответить

    Геологические циклы — самая крупная единица установленной периодичности. Они отразились в смене режимов осадконакопления, вулканизма и магматизма, эпохах расчленения и выравнивания рельефа, периодах формирования кор выветривания и элювиальных образований, в чередовании морских трансгрессий и регрессий, ледниковий и межледниковий, в изменении климата планеты и содержании атмосферных газов.
    Вся известная нам геологическая история Земли обнаруживает циклы в несколько сотен миллионов лет, служащих фоном для более коротких (десятки миллионов, миллионы, сотни тысяч лет и др.) циклов, природа которых различна. Наиболее продолжительным астрономическим периодом является галактический год — время между двумя последовательными прохождениями Солнца через одну и ту же точку галактической орбиты. Этот период составляет 180—200 млн лет. Колебательными движениями земной коры и обусловленными ими изменениями распределения суши и моря определяется геологическая периодичность с ритмом 35—45 млн лет, который положен в основу выделения периодов. Указанные отрезки времени представляют собой своеобразные «сезоны» галактического года, к которому приурочены различные феномены планетной системы: крупные тектоно-магматические циклы, эпохи трансгрессий ирегрессий, выравнивания и расчленения суши, возникновение глобальных ледниковых эпох и др. Существует цикл продолжительностью 85—90 млн лет (космическое полугодие, или драконический период у астрономов), обусловленный сменой положения плоскости эклиптики Солнечной системы относительно такой же плоскости Вселенной. При анализе крупных деформаций земной коры и ее поверхности намечается периодичность в 500—570 млн лет (утроенный галактический год), причина которого пока не ясна. История развития Земли за последние 570 млн лет делится на три этапа: каледонский (кембрий, ордовик, силур), длительностью около 200 млн лет, герцинский (девон, карбон, пермь), длительностью 150— 190 млн лет, альпийский (мезозой, кайнозой), длительностью около 240 млн лет. Последний часто разделяется на ранне-альпийский {киммерийский) продолжительностью около 170 млн лет и позднеальпийский (альпийский), начавшийся около 70—90 млн лет назад.
    При некотором различии в длительности эти этапы обладают общими чертами, которые позволяют говорить о цикличности: начало каждого этапа ознаменовано общим опусканием земной коры, а завершение ее поднятием. В эпоху опускания господствуют морской режим и однообразный климат, в эпоху поднятий широко распространены суша, мощные складкообразовательные и горообразовательные движения, разнообразные климаты. Средняя (170— 190 млн лет) продолжительность этих этапов примерно соответствует длительности галактического года. Прямого отражения во времени быть не может, так как надо учитывать запаздывание отражения воздействия на конкретный объект. Существуют предположения о возможном сопоставлении цикличности великих оледенений, повторявшихся примерно через 150—160 млн лет, и длительности галактического года (рис. 7.17).
    Сложность проблемы геологических циклов состоит не только в установлении их причин, но и в степени достоверности их существования. Кроме того, отдаленные друг от друга регионы развиваются в тектоническом отношении по-разному. Например, в некоторых областях Южной Сибири проявления складчатости в каледонскую эпоху были разновременны: основная складчатость в Туве была в раннем ордовике, в Западном Саяне — в середине силура, в Кузнецком Алатау — на границе среднего и позднего кембрия.
    Механизм, управляющий ритмическими движениями земной коры, еще не выяснен и может быть связан с внутренними особенностями развития Земли или обусловлен длительностью галактического года.
    Сверхвековые ритмы. Продолжительность сверхвековой ритмики составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Особенно хорошо выражен ритм продолжительностью 1800— 1900 лет (например, смена влажного и засушливого климата Сахары). Согласно А. В. Шнитникову, в каждом цикле длительностью 1850 лет есть три фазы: трансгрессивная (фаза прохладно-влажного климата), развивающаяся весьма быстро и энергично, но относительно короткая — 300 — 500 лет; регрессивная (фаза сухого и теплого климата) продолжительностью 600—800 лет, которая протекает медленно и вяло; переходная, охватывающая промежуток в 700—800 лет. Переход от регрессии к трансгрессии — четкий и быстрый, а от трансгрессии к регрессии — сглаженный. В трансгрессивную фазу усиливается оледенение, увеличивается сток рек, повышается уровень озер; в регрессивную ледники отступают, реки мелеют, уровень озер понижается. Помимо этого, в климатических рядах хорошо прослеживаются колебания с периодами 3500—4500 лет, представляющие собой удвоенные ритмы.

    Рис. 7.17. Последовательность ледниковых эпох и «теплых» периодов за последний миллиард лет (по Б.Джону и др., 1982). Черные полосы показывают предполагаемую продолжительность ледниковых периодов
    Строго периодично изменяются некоторые астрономические факторы: периодичность наступления равноденствий составляет 21 тыс. лет; изменение наклона эклиптики от 24°36′ до 21°58′ происходит с интервалом в 40 тыс. лет и влияет на положение тропиков и полярных кругов, что обусловливает заметные климатические циклы продолжительностью 40,4—40,7 тыс. лет.
    Внутривековые ритмы. Многие исследователи (Г.Ф. Лунгерсгаузен, Е.В.Максимов, М.М.Ермолаев и др.) считают, что большинство наблюдаемых в природе внутривековых ритмов имеет космическое происхождение, поскольку обнаружена связь с ритмами Солнца и отдельных небесных тел. Для годовых колебаний системы атмосфера—океан—суша выделены следующие циклы, каждый из которых имеет свою природу: 111 лет, 80—90 лет, 44 года, 35—40 лет, 22 года, 19 лет, 11 лет, 6—7 лет, 3—4 года, 2 года.
    Полагают, что солнечная активность ответственна за возникновение в географической оболочке (через возмущение магнитного поля и циркуляцию атмосферы) ритмов средней продолжительностью в 2—3 года, 5—6 лет, 11 лет, 22—23 года, 44 года, в 80—90 лет, а возможно и более длительных. Они установлены во многих явлениях: толщине годичных колец у деревьев, периодичности снегонакопления в Антарктиде, размножении саранчи, повторяемости магнитных бурь и полярных сияний, изменчивости гидрометеорологических параметров, урожайности зерновых культур, чередовании вспышек жизнедеятельности ряда организмов, заболеваемости людей, в геологических отложениях (глинах, торфах, кораллах) и др. Огромный вклад в изучение гелио-геофизических связей внесли А.Л.Чижевский и В.Н. Купецкий.
    В колебании солнечной активности наиболее известен 11-летний цикл, хотя, как видно из табл. 7.6, его продолжительность может меняться. В изменении интенсивности природных процессов (осцилляции горных ледников, активизация эруптивной деятельности вулканов и сейсмической активности, катастрофические наводнения крупных равнинных рек и др.) наблюдается ритм продолжительностью около 90 лет. Полагают, что он также связан с солнечной активностью, а именно с усилением каждого восьмого солнечного цикла (88—90 лет).
    Таблица 7.6. Метод наложенных эпох солнечной активности (по В. Н. Купецкому)
    Цикл
    Продолжительность цикла солнечной активности
    Рост
    Максимум
    Спад
    1986 14
    1987 29
    1988 103
    1989 157
    1990 142
    1991 146
    1992 94
    1994 30
    1995 18
    1976 13
    1977 28
    1978 90
    1979 156
    1980 154
    1981 141
    1982 116
    1983 67
    1984 46
    1985 18
    1986 14
    1964 10
    1965 15
    1967 94
    1968 106
    1969 106
    1970 104
    1971 67
    1972 69
    1973 38
    1974 34
    1975 16
    1976 13
    1954 4
    1955 38
    1956 142
    1957 190
    1958 184
    1959 159
    1960 112
    1961 54
    1962 38
    1963 28
    1964 10
    1944 10
    1945 33
    1946 93
    1947 152
    1948 136
    1949 135
    1950 84
    1951 69
    1952 31
    1953 14
    1933 6
    1934 9
    1935 36
    1936 80
    1937 114
    1938 110
    1939 89
    1940 68
    1941 48
    1943 16
    1944 10
    1923 6
    1924 17
    1925 44
    1926 64
    1927 69
    1929 65
    1930 36
    1931 21
    1932 11
    1913 1
    1914 10
    1917 104
    1918 81
    1919 64
    1920 38
    1921 26
    1922 14
    1901 3
    1902 5
    1903 24
    1904 42
    1905 64
    1906 54
    1907 62
    1908 48
    1910 19
    1913 1
    1889 6
    1891 36
    1893 85
    1894 78
    1895 64
    1896 42
    1897 26
    1899 12
    1900 10
    1901 3
    1878 3
    1879 6
    1880 32
    1881 54
    1882 60
    1883 64
    1884 64
    1885 52
    1886 25
    1887 13
    1867 7
    1868 37
    1870 139
    1871 111
    1872 102
    1873 66
    1874 45
    1875 17
    1876 11
    1877 12
    1878 3
    Примечания: 1. В графах вместе с годом приведены числа Вольфа. 2. Значения центрированы относительно среднегодового максимума солнечной активности.
    Установлены ритмы, обусловленные изменениями приливо-образующей силы в результате взаимного положения Земли, Луны и Солнца. Наиболее известным из них является лунный деклинационный период в 18,6 лет (известный как «Сарос» очень давно), а также ритмы длительностью 1—2 года, 8—9 лет и около 111 лет.
    Э.А. Брюкнер в 1890 г. установил, что почти везде на земном шаре климат испытывает циклические колебания со средней продолжительностью одного цикла около 30—35 лет. За это время серия влажных и прохладных лет сменяется серией теплых и сухих. По другим данным (уровень озер, водоносность рек и горных ледников, ледовитость, температура воздуха и др.), продолжительность ритмов может колебаться от 20 до 45 лет.
    В 20-е годы прошлого века на обширных территориях земного шара было отмечено потепление климата, усилившееся к 1940 г. Заметно потеплел атлантический сектор Арктики (это событие получило название «потепление Арктики»): повысилась средняя температура зимы, уменьшилась ледовитость морей, опустился уровень вечной мерзлоты, отступили ледники, лоси распространились до побережий северных морей. Потепление не затронуло центральных районов Азии, севера Африки, Антарктиды, а в Австралии стало даже холодней. Полагают, что причиной описанных изменений являются нарушения в интенсивности общей циркуляции атмосферы. В 30-х годах XX в. В. Я. Вангенгеймом были начаты обстоятельные исследования общей циркуляции атмосферы. В непрерывном ходе метеорологических процессов Северного полушария он выделил элементарные синоптические процессы (ЭСП), обобщенные позже в трех формах атмосферной циркуляции – западной (W) восточной (Е) и меридиональной (С). Общая циркуляция атмосферы является системой атмосферных макропроцессов непрерывно изменяющихся в пространстве и времени. Развитие атмосферных макропроцессов проходит ряд стадий (эпох), отличающихся как характером самого процесса, так и его пространственно-временным масштабом. Цепь развития атмосферных процессов в эпохе определяется преобладанием соответствующей циркуляционной формой переноса, которую А. А. Гире схематически представил в следующем виде:

    Установлено, что в что в периоды повышения солнечной активности в тропосфере активизируются меридиональные формы циркуляции и ослабевает зональный перенос.
    Сейсмическая активность Земли также носит ритмический характер при средней продолжительности ритмов в 22 —23 года.
    Эль-Ниньо — аномальное продвижение теплых экваториальных вод южной ветви Межпассатного противотечения далеко на юг вдоль побережья Южной Америки при ослаблении юго-восточного пассата. Такие вторжения теплых вод резко меняют океанологические и метеорологические условия в прибрежных районах Перу и Чили и приводят к массовой гибели холоднолюбивых промысловых рыб, катастрофическим ливням и штормам большой силы Моменты (фазы) наступления Эль-Ниньо различны, но отмечена периодичность в 2, 4—5 и 8 лет.
    При изучении этой проблемы совместно рассматриваются колебания атмосферы, называемые Южным колебанием, колебания океана, регистрируемые по его теплым фазам Эль-Ниньо и холодным — Ла-Нинья, и колебания Земли, проявляющиеся через изменения скорости ее вращения и нутацию географических полюсов. Хронология фаз Эль-Ниньо и Ла-Нинья приведены в табл 7.7. Отмеченные эффекты отражаются далеко за пределами Тихого океана и омываемых им территорий.
    Таблица 7.7. Хронология фаз Эль-Ниньо и Ла-Нинья, год
    Холодная фаза (Ла-Нинья)
    Нейтральная фаза
    Теплая фаза (Эль-Ниньо)
    Нестабильность вращения Земли (изменения скорости ее вращения и колебания земной оси) порождает в океане и атмосфере полюсной прилив, который в свою очередь влияет на движения атмосферы и океана и протекающие в них процессы. Его амплитуда в океане составляет 0,5 см и зависит от величины смещения полюса. В системе атмосфера—океан—суша наблюдаются нелинейные колебания: атмосфера и океан раскачивают Землю, а Земля в свою очередь влияет на колебания атмосферы и океана. Нутационные движения Земли, атмосферы и океана при этом то ослабевают, то усиливаются. Таким образом, вся система Земля — атмосфера — океан совершает согласованные колебания с периодичностью 3 и 6 лет.
    По мнению И. В. Максимова, 6-летний ритм движений полюса вращения Земли является следствием наложения 14-месячного чандлеровского движения и 12-месячного движения мгновенного полюса вращения Земли.
    Внутригодовые ритмы, характеризующие сезонные колебания, наиболее выражены в высоких и умеренных широтах и в некоторых тропических районах (например, в муссонной зоне Индийского океана).
    Внутригодовая, или сезонная, ритмика проявляется в смене времен года, ходе климатических элементов, гидрологических явлениях (ледостав, ледоход, половодье), почвообразовательных и геоморфологических процессах (усиление речных врезов при увеличении расходов воды в паводки и половодья и их затишье в межень, активизация термокарста летом и его замирание зимой, изменение величины плоскостной и почвенной эрозии в разные времена года) и др. Эта изменчивость свойственна любой географической зоне, но определяется различными причинами: в умеренных широтах — преимущественно ходом температуры, в субэкваториальных областях — режимом увлажнения, в полярных районах — световым режимом.
    Внутримесячная ритмика, связанная с изменчивостью периода обращения Солнца (см. табл. 3.1), изменением фаз и склонений Луны, обусловливает соответствующие колебания атмосферных, гидрологических и биологических процессов. Внутримесячные колебания скорости вращения Земли обнаруживают периодичность в 27, 14 и 9 суток.
    Внутрисуточная ритмика проявляется в изменении всех гидрометеорологических параметров (температуры, влажности, атмосферного давления), приливо-отливных явлениях, фотосинтезе, биологической активности животных и др. Нагревание горных пород днем и остывание их ночью создает суточный ритм физического выветривания. Такой же ритм присущ и процессам почвообразования.
    Бризы и горнодолинные ветры — это проявление суточной ритмики движения воздуха, вызванной изменением его плотности при нагревании и охлаждении. Под влиянием тех же причин наблюдается и «дыхание» гидросферы: ночью холодная вода поглощает газы, днем теплая вода выделяет их, под влиянием освещенности происходят суточные миграции планктона: днем — на глубину, ночью — к поверхности.
    В классификации А.С. Монина и других (1974) пространственно-временные масштабы явлений в атмосфере и гидросфере включают: мелкомасштабную (от долей секунды до десятков минут), мезомасштабную (от часа до суток), синоптическую (от нескольких суток до недели — для атмосферных и до нескольких месяцев — для океанологических процессов) и крупномасштабную (многолетнюю) изменчивости. Эта классификация вполне соотносится с выделенными ранее ритмами.
    Общие замечания о ритмах.Закон целостности географической оболочки исключает возможность существования изолированной ритмики отдельных компонентов. Ритмичность явлений — это форма своеобразного «дыхания» географической оболочки как целостной системы, и задача исследователя состоит в поиске и установлении связи между ритмами разнообразных географических процессов.
    Вследствие пространственной изменчивости своей структуры географическая оболочка реагирует неодинаково на синхронные (одновременные) и периодические внешние возмущения. Поэтому наблюдается сдвиг фаз ритмов во времени и пространстве, что придает природе определенную мозаичность.
    Ритмические процессы, как и круговороты вещества, не замкнуты. Всякий географический ландшафт изменяется с возрастом, поэтому ритмические явления, протекающие на фоне непрерывного развития географической оболочки, не могут повторить в конце ритма первоначальное состояние — каждый географический процесс происходит только один раз. Поэтому при исследовании ритмики и установлении их средних величин к числовым значениям добавляют частичку «квази», что означает «как бы» ритм той или иной продолжительности. Необходимо учитывать факты разновременных начал и окончаний ритмов разного происхождения и различной продолжительности, которые выделяются на основании неоднозначных фактов и критериев. Порой создается причудливая интерференция (наложение) периодов и циклов, указывающая на своеобразную нестационарность явлений, или скрытую периодичность, которую не всегда можно расшифровать.
    Методы и способы изучения ритмики различны и во многом зависят от длины временного ряда, который анализируется. При исследовании непродолжительных ритмов дело обстоит лучше, поскольку репрезентативные ряды данных составляют до 100 лет. Продолжительные ритмы чаще всего не фиксируются прямыми наблюдениями, но проявляются при палеогеографических исследованиях или их изучают по косвенным признакам. Их установлению ученым помогают уже выясненные закономерности функционирования природных систем, отраженных в объектах географической оболочки.

  2. dmntlt Ответить

    РИТМИЧНОСТЬ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ — повторения во времени в одинаковой последовательности (периодичности) природных явлений и процессов, свойственных каждому природному компоненту и географической оболочке в целом. Ритмичность природных явлений — одна из закономерностей любого природного комплекса, (ландшафта). Особенно наглядно ритмика проявляется на биогенных компонентах. Так, все живые организмы имеют период покоя и работы (напряжения, бодрствования), что согласуется с суточным движением и годовым обращением Земли. Одни животные действуют при дневном свете, другие — ночью. Человек активен днем, отдыхает ночью.
    Сезонная ритмика проявляется в покое и вегетации растений, в линьке, спячке и миграции животных в другие ландшафты. Ритмические приливо-отливные явления в гидросфере связаны с притяжением Луны и Солнца. Некоторые животные пробуждаются не с восходом Солнца, а с наступлением отлива, когда они на осушенном мелководье добывают пищу.
    Различают также циклическую ритмику, когда при средней постоянной продолжительности цикла промежуток времени между его одинаковыми фазами имеет переменную продолжительность, например, наибольшее число солнечных пятен, что повторяется в среднем через каждые 11 лет (но эти промежутки между двумя максимумами колеблются от 9 до 14 лет) или циклические колебания климата (со средней длительностью одного цикла около 30 — 35 лет), уровня озер; периоды наступания и отступания ледников, трансгрессии и регрессии моря; эпохи расчленения рельефа и следующие за ней эпохи выравнивания.
    Ритмичность замечается и в сейсмической активности Земли за историческое время с промежутком в 22 — 23 года. Вся геологическая история Земли обнаруживает циклы по 150 — 240 миллионов лет, на фоне которых проявляются в более короткие циклы в десятки миллионов лет. Не во всех еще явлениях наука вскрыла природу цикличности, но одно бесспорно — ритмика географической оболочки — это не гипотеза, а закономерность развития природы.
    Географические явления
    АБРА́ЗИЯ (от лат. abrasio — соскабливание), процесс разрушения волнами и прибоем берегов морей, озер и водохранилищ. …
    ВУЛКАНИ́ЗМ, совокупность явлений, обусловленных проникновением магмы из глубин Земли на ее поверхность. …
    ДВИЖЕ́НИЕ ЛЕДНИКА́, вязкопластическое или блоковое (глыбовое) перемещение (течение) льда под влиянием силы тяжести из области питания к концу ледника . Скорость зависит от мощности …
    ДЕНУДА́ЦИЯ (от лат. denudatio — обнажение), совокупность процессов сноса и удаления с возвышенностей продуктов выветривания горных пород с последующим их накоплением в понижениях …

  3. Yavitalik Ответить

    Своеобразная разновидность круговоротов в ГО и одна из закономерностей ее развития – ритмичность.
    Ритмичностью называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении. Различают две формы ритмики: периодическую – это ритмы одинаковой продолжительности, и циклическую – ритмы переменной длительности.
    Ритмы бывают разной продолжительности: сверхвековые, внутривекоыве, годовые, суточные. Самый крупный ритм в истории Земли связан с движением Солнечной системы вокруг ядра Галактики и составляет 180-220 млн. лет. В жизни Земли он представлен тектоническими этапами: каледонским (кембрий – ордовик – силур, 200 млн. лет), герцинским (девон – пермь, 180 млн. лет), мезозойским (триас – мел, 165 млн. лет), кайнозойским. В это время активизируются тектонические движения, вулканизм, изменяются очертания материков, что, в свою очередь, обуславливает изменение климата.
    Из сверхвековых ритмов хорошо изучен ритм продолжительностью 1800-2000 лет, который обусловлен изменением приливообразующих сил на Земле. Примерно раз в 1800 лет Солнце, Луна и Земля оказываются в одной плоскости и на одной прямой, причем расстояние между Солнцем и Землей наименьшее. В ритме выделяются три фазы. Первая фаза – трансгрессивная (прохладного и влажного климата), развивающаяся быстро, но имеющая небольшую продолжительность в 300-500 лет (усиливалось оледенение. Увеличивался сток рек, повышался уровень озер). Вторая фаза – регрессивная (сухого и теплого климата), длительность этой фазы составляет 600-800 лет (ледники отступали, реки мелели). Третья фаза – переходная, длительность ее 700-800 лет
    Среди внутривековых ритмов наиболее четкими оказались циклы продолжительностью в 11, 22 и 33 года, связанные с солнечной активностью. А.Л. Чижевский считал, что на пике солнечной активности усиливаются вспышки эпидемий, увеличивается вулканическая активность, частота возникновения циклонов, а также массовые волнения людей, народные восстания (революции 1905 и 1917 гг., события 2000 г. – войны в Чечне, Абхазии, Афганистане – точно соответствуют пику солнечной активности).
    Годовая ритмика связана со сменой времен года и обусловлена орбитальным движением Земли и наклоном оси. Сезонная ритмика наблюдается во всех геосферах: в атмосфере существует годовой ход влажности, температур, атмосферных осадков, формируются сезонные ветры – муссоны. В литосфере в течение года изменяется интенсивность выветривания, других экзогенных процессов. В гидросфере наблюдается годовой ход температуры воды, солености, плотности, сезонная миграция рыб.
    Суточная ритмика связана со сменой дня и ночи, возникающей из-за вращения Земли вокруг оси. Суточный ритм проявляется в суточном ходе всех метеоэлементов, фотосинтез идет только днем, на свету. Человек также живет по «солнечным часам»: активность организма понижается с 2 до 5 ч утра и с 12 до 14 часов солнечного времени, в это время уменьшается частота пульса, ухудшается память, понижается температура. Наиболее активен человек с 8 до 12 ч и с 14 до 17 ч.
    Суточная ритмика на разных широтах имеет свою специфику. Это связано с продолжительностью освещения и высотой Солнца над горизонтом. На экваторе день равен ночи в течение всего года. По направлению к полюсам летом длительность дня увеличивается, а ночи уменьшается, зимой наоборот, увеличивается длительность ночи. В дни летнего солнцестояния на полярных кругах длительность дня равна 24 часам. За полярным кругом летом наблюдается полярный день.
    Ритмические явления как и круговороты не замкнуты в себе, протекающие на фоне непрерывного развития ГО, они не могут повторить в конце ритма то состояние, какое было в его начале. Изучение ритмов в природе важно для научных и практических прогнозов происходящих в ней процессов.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *