Тема 2. Полезные ископаемые и охрана недр Северной Евразии
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Тема 2. Полезные ископаемые и охрана недр Северной Евразии





Минералы и горные породы, используемые в сфере материального производства, называются полезными ископаемыми, их пригодные для эксплуатации скопления - месторождениями. Близко расположенные месторождения нередко образуют районы (например, железорудный район КМА) и бассейны (например, нефтегазоносные, каменноугольные). В расположении месторождений прослеживаются закономерности, обусловленные их генезисом. Среди эндогенных месторождений выделяются магматогенные и метаморфогенные. К магматогенным могут быть отнесены выходы магматических горных пород (полезными ископаемыми являются, например, граниты, базальты, нефелиновые сиениты), но чаще месторождения образуются при естественном обогащении магмы ценными компонентами.Поэтому нередки месторождения гидротермальные, пневматолитовые, скарновые, пегматитовые и другие.Это многие месторождения металлов, апатита, нефелина. С процессами метаморфизма связаны месторождения железистых кварцитов, слюд, мрамора, графита, кварцита, асбеста. Магматизм и метаморфизм активно протекали в эпохи складкообразования, поэтому эндогенные месторождения тяготеют к двум типам тектонических структур: фндаментам платформ и складчатым областям различного возраста.

Экзогенные месторождения подразделяются на осадочные, россыпные и кор выветривания. К осадочным относятся каустобиолиты (горючие ископаемые), эвапориты (соли, выпавшие из рассолов); некоторые разновидности осадочных пород являются полезными ископаемыми (известняки, мергели, пески и песчаники, гравий, галька и другие). К россыпным относятся толщи нецементированных обломочных пород, содержащие промышленные концентрации рудных зерен или кристаллов (алмаза, золота, касситерита). Месторождения кор выветривания формировались в длительные эпохи тектонического спокойствия, способствующие естественным процессам обогащения этих образований ценными компонентами: бокситами, каолинитами, лимонитом. Экзогенные месторождения типичны для платформенного чехла, а в складчатых областях – для краевых и межгорных прогибов и в меньшей степени – для осадочных толщ, слагающих горные сооружения. Таким образом, размещение всех полезных ископаемых контролируется тектоникой.



Формирование месторождений полезных ископаемых сильно изменялось во времени, что позволило выделить ряд рудных эпох. Это наложило отпечаток на спектр полезных ископаемых, характерных для геоструктур различного возраста. Для фундамента древних платформ характерны месторождения железистых кварцитов, которые в фанерозое уже не возникали. Каледонская рудная эпоха бедна полезными ископаемыми, зато ими богата герцинская эпоха. Мезозойская эпоха дала основные месторождения олова.

Богатства недр Северной Евразии велики, но исчерпаемы. Их эксплуатация требует рационального подхода. Основные проблемы, возникающие при этом, следующие:

а. сведение к минимуму потерь полезных ископаемых при их добыче;

б. комплексное, полноценное использование добытого минерального сырья;

в. проведение мероприятий по предотвращению разрушения окружающей среды и восстановлению ландшафтов, которым нанесен ущерб.

Недопустимы, например, большие потери угля при его добыче из пластов большой мощности, превышающей высоту угольных лав; нарушении технологии складирования, приводящей к самовозгоранию угля; перевозки угля в открытых вагонах, когда большое количество угольной пыли сдувается потоками воздуха, теряется и загрязняет ландшафты. Необходимо внедрение комплексного использования горношорских железных руд, содержащих значительные примеси сульфидов цинка, свинца, меди и других металлов. При выплавке металла эти ценные компоненты сгорают, опасно загрязняя окружающую среду. Огромные количества «попутного» природного газа сжигаются, что приводит к их потере и загрязнению атмосферы.

Добыча и обогащение полезных ископаемых наносит значительный ущерб окружающей среде. Сильно нарушаются рельеф, режим подземных вод, уничтожаются почвы, естественная растительность и животные. Избавиться от этих негативных явлений можно применением щадящей технологии добычи. Горнорудные предприятия обязаны полностью восстановить нарушенные ландшафты. Естественно, это сильно удорожает добычу, но необходимо для поддержания экологического благополучия.

Тема 3. Рельеф

 

Орография и морфометрия.Под рельефом понимается совокупность неровностей (форм) земной поверхности. Существуют следующие характеристики рельефа: орография, морфометрия (включая гипсометрию), геоморфология (морфоструктура и морфоскульптура). Орография (точнее, морфография) предполагает выявление внешнего плана, «геометрии» рельефа. Под морфометрией понимается совокупность количественных характеристик элементов рельефа: их протяженность в различных направлениях, занимаемые площади, высоты.

Сосредоточенные в северной и западной частях Российского региона крупные равнины: Восточно- Европейская, Западносибирская, Северосибирская, Колымская, Яно– Индигирская, равнины Предкавказья, Карелии, Кольского полуострова, Среднесибирское плоскогорье – соответствуют в основном геоструктурам платформ и потому имеют изометричные очертания в плане. В зависимости от абсолютных высот среди равнин выделяются низменные (ниже 200 м); возвышенные (200 – 500 м) и высокие или нагорные (плоскогорья, плато, нагорья) с высотами более 500 м.

Горы как орографические единицы отличаются от равнин повышенной степенью расчленения рельефа, они линейно вытянуты в плане на сотни и тысячи километров. По особенностям морфологии выделяются горы низкие с мягкими, округлыми очертаниями поверхности; средневысотные также с мягкими округлыми формами вершин, но отличающиеся заметно выраженной высотной поясностью; высокие, как правило, поднимающиеся выше снеговой границы и имеющие поэтому в верхнем поясе резко расчлененный рельеф. В Российском регионе обычно низкие горы не превышают 1 км, средневысотные 3 км, высокие поднимаются выше 3 км. На данной территории горы образуют южный пояс (Крымские, Кавказские, Алтай, Западные и Восточные Саяны, Байкальская горная страна). Горы преобладают и на Дальнем Востоке. Особняком размещается Урал. В тектоническом плане горы соответствуют складчатым сооружениям различного возраста.

Морфоструктура. Это крупные формы рельефа, возникшие при взаимодействии эндогенных и экзогенных факторов при ведущей роли первых. Выделяется два основных типа морфоструктуры: равнины и горы. По генезису различаются горы эпигеосинклинальные (возникшие на заключительных этапах развития геосинклиналей) и эпиплатформенные возрожденные. К первым, с большой долей условности, можно отнести только горы областей кайнозойской складчатости. Но даже они претерпели процессы блокового возрождения. По ведущей роли различных процессов горообразования выделяют горы складчатые, глыбовые и вулканические. Типичные складчатые горы весьма редки ( некоторые горы Дагестана) и встречаются только среди эпигеосинклинальных гор. Глыбовые горы образуются благодаря блоковым поднятиям (Западный и Восточный Танну– Ула, Турана) и встречаются часто. Но самыми распространенными являются складчато– глыбовые и глыбово– складчатые горы. Довольно обычны сводовые поднятия большого размера, осложненные разрывными и складчатыми дислокациями. Например, для Кузнецкого нагорья характерна морфоструктура сводово– глыбовых гор.

Морфоструктура гор генетически связана с тектоникой и пространственно соответствует складчатым областям различного возраста. При этом, как правило, чем древнее складчатая область, тем меньшую роль в происхожденни рельефа играют складчатые структуры; соответственно возрастает значение блоковых структур. Преобладающей разновидностью вулканических гор являются стратовулканы почти правильной конической формы, имеющие подводящий канал, кратер, в их разрезе чередуются слои застывшей магмы и пирокластики. Вулканические горы типичны для областей активного вулканизма, как древнего (Витимское плоскогорье, Северо- Восток Сибири, Большой и Малый Кавказ), так и современного, с действующими вулканами (Камчатка, Курилы, подводные вулканы Дальнего Востока).

Формирование равнин происходит под влиянием двух процессов – эрозионно– денудационного (разрушение неровностей поверхности и удаления его продуктов) или осадочной и вулканогенной аккумуляции. В свою очередь, денудация кристаллических пород складчатого фундамента приводит к формированию цокольных равнин, а преимущественно осадочных пород с субгоризонтальным залеганием их пластов – пластовых равнин. Существует несколько разновидностей пластовых равнин: типично пластовые, моноклинально– пластовые, многоярусно– пластовые, а при наличии траппов в качестве бронирующих пластов – трапповые равнины. Процессы осадочной аккумуляции молодых неоген– антропогеновых толщ приводят к формированию аккумулятивных равнин, вулканогенной аккумуляции – лавовых плато. Наблюдается четкая зависимость размещения морфоструктуры равнин от тектоники: цокольные равнины образуются в пределах щитов древних платформ, пластовые равнины – плит древних и возвышенных участков молодых платформ, аккумулятивные преимущественно низменные равнины наиболее типичны для молодых плит, а также для пониженных участков плит древних платформ. Лавовые плато встречаются в областях базальтового вулканизма (Витимское плоскогорье, Дальний Восток).

Новейшая тектоника и ее воздействие на морфоструктуру. Рельеф – это недолговечный, эфемерный компонент географической оболочки. Под воздействием внешних факторов происходит быстрое разрушение любого горного сооружения и преобразование рельефа равнин. Давно перестали существовать горы, возникшие не только в древнее геологическое время, но и молодые горы областей кайнозойской складчатости. Казалось бы, не должно сохраниться ни одной горной страны. Однако, постоянное подновление и возрождение горного рельефа происходит под влиянием новейшей тектоники (неотектоники), то есть блоковых движений, проявившихся в неогене и антропогене и продолжающихся поныне.

Неотектонические движения различаются по знаку (поднятия или опускания), а также по интенсивности (интенсивные, умеренные, слабые). В целом на территории Российского региона преобладали поднятия. Интенсивные поднятия суммарной амплитуды за 27 – 30 млн. лет в несколько километров охватили южные области и многие районы Дальнего Востока. Здесь повсеместно возродился высокогорный и среднегорный рельеф. Во многих областях, испытавших умеренные поднятия суммарной амплитуды менее 1 км, возродился среднегорный и низкогорный рельеф (Урал, горы Южной Сибири и Дальнего Востока). Но в ряде случаев умеренные поднятия наряду со слабыми (амплитуда в десятки и первые сотни метров) создали рельеф высоких и возвышенных равнин. В областях опусканий любой интенсивности преобладали процессы осадочной аккумуляции, что способствовало возникновению аккумулятивных равнин на территориях с расчлененным рельефом. Донеогеновый рельеф сохранился лишь на сравнительно небольших участках слабоподвижных территорий (Казахского мелкосопочника, Урала).

Из изложенного следует несколько серьезных выводов. Во- первых, вывод о решающей роли новейшей тектоники в генезисе современного рельефа РОссии. Во- вторых, признание относительной молодости рельефа и синхронности его возникновения в большинстве регионов. В- третьих, неверность суждений о решающей роли фактора времени в формировании облика горных сооружений. Для примера приведем наиболее распространенный вывод о возрасте Урала и Кавказа. Исходя из морфологии рельефа, Урал считается древним, Кавказ – молодым горными сооружениями. Между тем, различия облика сравниваемых гор являются следствием различной интенсивности новейших поднятий. Напрашивается вывод о том, что каждое горное сооружение имеет двоякий возраст: возраст складчатости и возраст рельефа; при этом возраст рельефа всегда уступает возрасту складчатости. В равной степени данный вывод применим и к равнинам.

Важнейшие события четвертичной истории и их воздействие на рельеф. Некоторое похолодание и возрастание аридности климата наблюдались уже в неогеновом периоде. В плейстоцене – «ледниковом периоде» – произошло общее похолодание климата, приведшее к возникновению обширных площадей покровных ледников. Выдвинуто множество предположений о причинах оледенений; их можно объединить в две группы. Космическими причинами оледенений могли быть снижение солнечной активности, прохождение планеты через пылевое облако и другие. Земные причины сводятся к изменениям очертаний береговой линии и характера перераспределения тепла океаническими течениями, смене геократических и талассократических эпох, влиянию орографии на климат и прочее.

Определенные споры вызывает вопрос о центрах оледенений. Большинство исследователей выделяет три центра, действовавших на территории России, обширным и мощным, сопоставимым по масштабам с современным ледником Антарктиды, был Кольско– Скандинавский центр. Расположенный восточнее Урало- Новоземельский (Новая Земля и Приполярный Урал) центр заметно уступал по размерам. Еще меньшими размерами отличался Таймыро– Путоранский центр (Бырранга и Путорана). Уменьшение размеров ледников в восточном направлении объясняется возрастанием суровости и континентальности климата плейстоцена в том же направлении. Соответственно таким изменениям возрастал дефицит воды – «строительного материала» ледников. В последние годы высказано предположение о наличии единого ледникового щита, протягивавшегося от Скандинавии на западе до Берингового пролива на востоке (Гросвальд М.Г.).

Ледниковые центры тяготели к горным территориям, однако в эпохи похолоданий ледники «выплескивались» в предгорья и на расположенные далее равнины. Такие ледники соседних центров оледенений смыкались и продвигались в южном направлении единым потоком. Оледенение было многократным: выделяется четыре ледниковых эпохи (ледниковий или гляциалов), распадавшихся на множество стадий. Эпохи оледенений разделялись межледниковьями (интергляциалами), когда климат становился намного теплее современного, что приводило к почти полному исчезновению ледников. Ледниковые стадии разделялись интерстадиалами с заметным потеплением климата и сокращением площадей ледников. Чередование ледниковий и межледниковий положено в основу геохронологии плейстоцена (см. таблицу 1).

 

Таблица 1. Геохронология плейстоцена.

 

Эпохи плейстоцена Восточная Европа Западная Сибирь
Поздняя Валдайское ледниковье Зырянское ледниковье
  Межледниковье Межледниковье
Средняя Московское ледниковье Межледниковье Днепровское ледниковье Тазовское ледниковье Межледниковье Самаровское ледниковье
  Межледниковье Межледниковье
Ранняя Окское ледниковье Демьянское ледниковье
     

 

Среди ледниковий особо выделяется эпоха максимального оледенения (днепровско– самаровское ледниковье). На Восточно– Европейской равнине ледник особенно далеко продвинулся к югу по низменностям тремя языками: днепровским – до широты теперешнего Днепропетровска, донецким – до устья реки Медведицы и волжским. На разделах языков движение ледника сдерживалось Средне– Русской и Приволжской возвышенностями, и его южная граница проходила много севернее, приблизительно по широте г. Серпухова. Самаровский ледник в Западной Сибири достиг 60 градусов с.ш.

Важная роль отводится и южной границе последнего ледника – валдайско– зыряновского, к северу от которой наилучшим образом сохранился ледниково- аккумулятивный рельеф. На Восточно– Европейской равнине она проходит приблизительно по линии г. Вильнюс – Валдайская возвышенность – Мезенская губа.

Ледники сильно изменили рельеф северной половины Восточно– Европейской и Западносибирской равнин. Прослеживается зональное размещение форм ледникового рельефа. Следует учитывать, что это реликтоваязональность, свойственная плейстоцену; простирание реликтовых зон несколько отличается от направления современных зон. Самой северной геоморфологической зоной является зона ледниковой экзарации. Южнее она сменяется зонами свежих и сильно измененных форм ледниковой аккумуляции, сопряженных с моренными отложениями. В перигляциальной зоне московского ледника сформировались водно- ледниковые (флювиогляциальные) формы рельефа и отложения. На некотором удалении накопились значительные толщи вынесенного с ледника пылеватого материала, из которого сфорировались лессы, лессовидные и покровные суглинки, перекрывшие доледниковый рельеф.

Важным событием плейстоцена была бореальная (borealis – северный) трансгрессия Северного Ледовитого океана на северо- восток Восточно- Европейской равнины и север Западной Сибири. Ее распространение происходило вдоль речных долин и других понижений рельефа (ингрессия). Хронологически она совпала с последним (микулинско- казанцевским) межледниковьем, однако частично приходилась и на гляциалы. Судя по органическим остаткам, море было теплым. Не совсем ясны причины трансгрессии; есть определенные возражения против тектонической и климатической гипотез. В результате трансгрессии возникли участки морских аккумулятивных равнин на морских отложениях, при этом были переотложены более древние моренные осадки.

В неогене и плейстоцене происходила сложная эволюция морей– озер Черноморско– Каспийского региона. В развитии Каспийского озера– моря, например, известны две трансгрессии конца неогена (верхний плиоцен) – акчагыльская и апшеронская, и три трансгрессии плейстоцена: бакинская, хазарская и хвалынская. Их разделяли эпохи регрессий, когда размеры Каспия уменьшались до масштабов Южнокаспийской впадины. В периоды трансгрессий акватория водоема возрастала более чем в два раза. Неоднократно устанавливалась связь Черноморского и Каспийского озер (поскольку Черное море в эти эпохи теряло связь с Мировым океанм) через Кумо- Манычский пролив. Устанавливаются совпадения колебаний уровня с эпохами межледниковий, когда климат значительных территорий становился плювиальным, и ледниковий с аридным климатом. Правда, подмеченные закономерности нередко нарушались. Таким образом, основная причина колебаний уровней водоемов – климатическая. Под влиянием трансгрессий накапливались лагунные и морские отложения, что формировало аккумулятивные равнины южной части Восточно– Европейской и обширных территорий Туранской равнин.

Морфоскульптура. Это небольшие элементы рельефа, созданные главным образом экзогенными агентами. Среди них основным является климат. Зональное распределение климата определяет зональность и типов морфоскульптуры на равнинах и высотную поясность в горах. Как уже отмечалось, выделяются современные и реликтовые (плейстоценовые) формы рельефа; соответственно и зональность их размещения может быть современная и реликтовая. Анализ закономерностей размещения типов морфоскульптуры облегчается тем, что очертания древних и современных геоморфологических зон мало отличаются друг от друга. Нередко наблюдается наложение одного типа морфоскульптуры на другой. Рассмотрим основные типы морфоскульптуры региона.

Ледниковый рельеф. Наиболее распространена реликтовая ледниковая морфоскульптура в районах плейстоценового оледенения Восточно- Европейской и Западно– Сибирской равнин. Мы уже выделили ряд зон такого рельефа.

Зона экзарационного рельефа представлена прежде всего большими площадями выровненной покровными ледниками поверхности. Отрицательные формы такого рельефа называются котловинами выпахивания, нередко являющимися озерными котловинами. Положительные формы образованы сглаженными возвышениями (фьельды, сельги). Кроме того, к экзарационным формам относятся бараньи лбы, курчавые скалы, троги, фьорды.

Южнее, до южной границы Валдайского ледника, находится зона свежих форм моренной аккумуляции. Прекрасно выражены линейно вытянутые, фестонатые в плане гряды и отдельные холмы конечных морен. Они разделены так же четко выраженными понижениями, нередко превращенными в озера. Обилие озер породило термин поозерье. С таким рельефом сопряжены моренные отложения, среди которых выделяются конечная и основная морена. Последняя образуется за счет проецирования всей совокупности движущихся морен ледника при его таянии на ложе ледника и образует сравнительно ровный слой.

Еще южнее, в полосе между южными границами областей валдайского и московского оледенений, те же формы со временем сильно изменились, разрушились и почти не выражены в рельефе.

Самой южной является перигляциальная зона водно– ледникового (флювиогляциального) рельефа, более известная под названием зоны полесий. Главным агентом рельефообразования являлись талые воды ледника, богатые взвесями («ледниковое молочко»). Существовали два варианта рельефообразования. Первый возникал в случае движения ледника под уклон. Осадконакопление осуществлялось множеством приледниковых рек, выносивших песок, гравий и мелкую гальку. При этом формировались зандровые равнины на зандровых песках и галечниках. Второй вариант становился возможным при движении ледника вверх по пологому склону. Ледник подпруживал талые воды, образовывалось приледниковое озеро, в котором и происходила седиментация. Формировались озерные равнины на ленточных глинах. К водноледниковым формам относятся камы и озы, нередко встречающиеся в зонах моренного рельефа.

Ледниковый рельеф гор развивается выше климатической снеговой границы. Он характеризуется резко выраженной степенью расчленения поверхности; такой рельеф называется альпийским. Широко распространены кары (в формировании которых принимает участие и снежная нивация), карлинги, троги.

Криогенная морфоскульптура возникает под влиянием многих процессов рельефообразования нивального (nivalis – снежный, холодный) пояса: морозного выветривания, снежной нивации, солифлюкции, термокарстовых и других. Имеются реликтовые и современные формы криогенного рельефа. На сложенных рыхлыми породами равнинах они представлены полигональными грунтами, буграми пучения, гидролакколитами, аласами. При наличии крутых склонов и преобладания прочных горных пород в горах развиваются скальные образования, курумы у их подножий, структурные грунты, нагорные террасы. Криогенный рельеф характерен для арктических пустынь, тундр и северной тайги. В горах он развивается в верхнем поясе, способствуя широкому распространению гольцов – вершин округлой или уплощенной формы, сильно отличающихся от пикообразных вершин альпийского рельефа. Из типов рыхлых отложений, сопряженных с криогенным рельефом, выделяются коллювиальные.

Флювиальная морфоскульптура наиболее распространена в пределах бывшего СССР. Агентами рельефообразования являются текучие воды (fluvius – река, поток). Наиболее характерны речные долины с комплексами террас и водоразделы, балки, овраги, конусы выноса, дельты рек, эрозионные рытвины. С ними тесно связаны аллювиальные, делювиальные, пролювиальные отложения. В горах эрозионные формы отличаются более резким поперечным профилем (ущелья, теснины, каньоны, хребтообразные водоразделы) и более грубым составом рыхлых толщ. Флювиальная морфоскульптура развита практически по всему Российскому региону, но наиболее характерна в лесной, лесостепной и степной зонах, а в горах – в их нижнем поясе.

Аридная морфоскульптура.Агентами рельефообразования являются пустынное выветривание, эоловые процессы, эрозия временных водотоков, карстово– суффозионные процессы, такырообразование и другие, связанные с аридным климатом и слабым развитием растительности. В условиях пересеченного рельефа развиваются формы аридной денудации, обусловленные механическим дроблением горных пород, корразией, дефляцией, действием временных водотоков: «дурные земли», каменные грибы, кружева, ниши, «эоловые города», сухие русла. На равнинах обычны степные блюдца дефляционного или суффозионно– просадочного происхождения, псевдокарстовые формы в сильно засоленных породах (глинистый карст), такыры, каменистые, щебнистые, галечниковые грунты дефляционного происхождения, формы лессовой или песчаной аккумуляции (кучевые, грядовые пески, редкие барханы). Преобладают эоловые отложения. Аридный рельеф развит в степях, полупустынях и пустынях; в нижнем поясе гор и в предгорьях семиаридных и аридных территорий.

Карстовая морфоскульптураформируется в областях распространения известняков, доломитов, мраморов, гипсов, каменной соли и других растворимых пород. Преобладают отрицательные формы рельефа: воронки, котловины, колодцы, шахты, пещеры с их особыми образованиями (сталактиты, сталагмиты, колонны). В пределах России существует только покрытый карст. Распространение карста зависит в основном от петрографии (Предуралье, Средняя Сибирь, Крым, Кавказ, горы Южной Сибири) не подверженной зональному распространению. Однако зональность все же прослеживается, поскольку развитие карста требует достаточного количества воды. Наихудшие условия его развития наблюдаются в северных территориях с суровым климатом, поскольку во время продолжительной зимы вода превращается в химически инертный лед. В южных аридных территориях также наблюдается дефицит воды. Наиболее благоприятна для развития карста средняя полоса с относительно короткой зимой и гумидным климатом.

Склоновая морфоскульптуравыражена повсеместно, однако наиболее развита в районах сильно пересеченного рельефа. Основным агентом генезиса является гравитация, которая дополняется плоскостным или линейным смывом, снежными лавинами и другими агентами. Нередко развитие склонов ускоряется под воздействием тектоники. Зависит оно и от геологического строения и климата местности. Со склонами сопряжены прежде всего делювиальные отложения.

Тема 4. Климат.

Климатом называется многолетний режим погоды региона; в применении к России или единиц ее районирования. Климат, в отличие от погоды, обладает значительным постоянством. Погода же (состояние тропосферы в конкретный отрезок времени в данной местности) характеризуется крайней степенью изменчивости.

Радиационные факторыклиматообразования.Под солнечной радиацией подразумевается вся совокупность электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца; это единственный источник энергии экзогенных процессов. Для характеристики радиации используются количественные показатели прямой, рассеянной и суммарной радиации, а также радиационного баланса земной поверхности. Основными единицами измерения радиации являются ккал/кв.см или мегаджоули/кв.м. (1 Дж = 0.2388 кал; 1 кал = 4.1868 Дж).

Прямая радиация доносится до поверхности непосредственно лучами Солнца, ее интенсивность зависит от угла падения лучей (следовательно, от географической широты) и от степени прозрачности атмосферы. Изолинии, показывающие распределение годовых сумм прямой радиации, имеют субширотное простирание, что, наряду с нарастанием величин от 10 – 15 ккал/кв.см в Арктике до 60 - 70 ккал/кв.см в южных районах России и до 110 ккал/кв.см на юге Средней Азии, свидетельствует о зональном распределении этого показателя. В то же время все изолинии заметно отклоняются к северу над Средней и Северо- Восточной Сибирью (господство антициклональных безоблачных погод) в сравнении с Европейской Россией и Дальним Востоком (преобладание циклональных облачных погод), что отражает определенные провинциальные отличия в распределении прямой радиации.

Рассеянная радиацияпретерпевает рассеяние в атмосфере и поступает на земную поверхность от всего небесного свода; она возрастает под влиянием облачности и запыленности атмосферы. Изолинии рассеянной радиации образуют концентрически расположенные замкнутые кривые, окружающие область минимальных величин в центральной Сибири и Алтае– Саянской стране (30 ккал/кв.см и менее). Выделяются и области максимальных величин (40 – 65 ккал/кв.см/год). Три из них: Дальний Восток, запад Восточно– Европейской равнины и Арктическое побережье отличаются высокой степенью облачности.

Суммарная радиация почти не испытывает влияния рассеянной радиации и полностью наследует закономерности размещения прямой радиации: зональное распределение (от 60 – 70 ккал/кв.см/год над арктическими морями до 120 – 130 ккал/кв.см/год на юге России и до 110 ккал/кв.см/год на юге); несколько большие показатели в Азиатской части региона в сравнении с Европейской частью. Очень велики сезонные различия в приходе суммарной радиации ( в ккал/кв.см/мес.): 13 – 22 в июне – 0 (в условиях полярной ночи) – 6 в январе.

Радиационный баланс – это разность между поглощенной земной поверхностью суммарной радиацией (приходная часть), отраженной радиацией (зависит от альбедо поверхности) и эффективным излучением (расход). Годовые величины радиационного баланса в ккал/кв.см изменяются от 5 – 10 над Арктикой до 40 –45 на юге России и до 50 на юге. Наблюдается его зональное размещение, значительные отклонения имеются в горных районах, особенно на Северо– Востоке Сибири. Суммы радиационного баланса над Европейской частью несколько выше этих показателей для Азиатской России. Это противоречит распределению суммарной радиации и может быть объяснено более существенным возрастанием расходной части баланса над Азиатской Россией в связи с большей длительностью существования снежного покрова с его высоким альбедо.

Максимальные величины радиационного баланса достигаются в июле, при этом различия незначительны (в ккал/кв.см/мес.) : 7 - 9 в России и до 9 – 10 в субтропиках. «Выравнивание» величин баланса объясняется спецификой поступления радиации: в южных районах она возрастает за счет большей высоты Солнца, а в северной определенную роль играет продолжительность солнечного освещения – вплоть до круглосуточной в условиях полярного дня. Расходная часть баланса высока в Арктике – до 60 – 70%, на материке же она возрастает в южном направлении от 10 – 13% в тундре, 12 – 16% в лесных зонах до 20 – 23 в лесостепях и степях и 25 – 30% в пустынях. Зато значительно нарастают в южном направлении величины баланса в переходные сезоны года за счет продвижения снежного покрова с его высоким альбедо. Так, в апреле в средней полосе России они возрастают от 1 до 5 ккал/кв.см то есть в 5 раз! В зимние месяцы показатели баланса отрицательные, слабоположительный баланс наблюдается только в южных территориях.

Циркуляционные факторы климатообразования.Циркуляция атмосферы – охватывающее огромные площади перемещение воздушных масс – оказывает существенное воздействие на климат России. Её наиболее значимыми характеристиками являются: западный перенос воздушных масс; особенности сезонной региональной циркуляции, обусловленной спецификой барического поля; генезис и свойства воздушных масс, роль циклонов и антициклонов.

Западный перенос проявляется в умеренном поясе как результат взаимодействия между субтропической зоной высокого давления и полярной областью низкого давления. Барический градиент направлен к северу, но под влиянием кориолисовых сил воздушный поток все больше отклоняется вправо и прибретает вначале юго– западное, а затем западное направление. Западный перенос лучше выражен в верхней тропосфере; в нижней тропосфере под влиянием местных барических центров он может испытывать заметные отклонения и выражен менее четко. Обычно осуществляется западный перенос воздушных вихрей – циклонов и антициклонов, в разных секторах которых одновременно наблюдается ветер различных направлений. Поэтому необходимо четко различать понятия «западный ветер» и «западный перенос».

Барическое поле значительно меняется в зависимости от сезона года. По усредненным многолетним данным зимой самым крупным образованием является Сибирский максимум (с центром близ г. Улан– Батора), который занимает большую часть азиатской России и образует северо– восточный (от Байкала до Чукотки) и западный (от Алтая до дельты Волги) отроги. Этот максимум формируется в начале зимы как многоядерное образование в связи с сильным выхолаживанием приземной тропосферы в орографических котловинах. Позднее по тем же причинам образуется единый антициклон, охватывающий большую площадь и распространяющийся в высоту в пределы верхней тропосферы. При этом возникает своеобразный порог, нарушающий западный перенос в верхней тропосфере и приводящий к нагромождению значительных избыточных масс воздуха, что способствует появлению особенно высокого давления. Таким образом, на ранних этапах развития Сибирский максимум является образованием термическим, на поздних – преимущественно динамическим.

Западнее располагается слабо выраженный отрог повышенного давления, играющий, однако очень важную роль ветрораздела европейской России – «ось Воейкова». В субполярных широтах размещаются минимумы давления – Карская ложбина Исландской депрессии и Алеутский. Над акваторией Черного моря образуется слабо выраженная, но играющая значительную роль «дороги циклонов» Черноморская депрессия.

В целом нетрудно заметить, что в зимний период барические градиенты направлены из центра Евразиатского материка на окружающие акватории, что способствует активному выносу воздуха с материка и адвекции холода на моря.

Диаметрально противоположная картина характерна для летнего периода. На континенте преобладают области низкого давления. Внутри континента господствует Южноазиатский минимум с центром над Пакистаном. В пределы России проникают его ложбина – Сибирская и касательно влияет -Среднеазиатская. К ним примыкают континентальные области достаточно низкого давления. Алеутский минимум исчезает, так же как и Карская ложбина, что приводит к сильному ослаблению влияния Исландской депрессии. Возрастает влияние субтропических максимумов. Юго– западные районы Восточно– Европейской равнины захватывает восточная окраина Азорского максимума, сильно разросшегося за счет экваториального муссона из южного полушария. По той же причине приближается к континенту западная окраина Гавайского максимума. Сохраняется действие «оси Воейкова», как крайнего восточного выступа Азорского антициклона. Над Арктикой формируется двухядерный одноименный максимум. Барические градиенты направлены внутрь Евразиатского континента, что способствует глубокому проникновению на его территорию влажного (исключая Арктику) и относительно прохладного морского воздуха.

Воздушные массы. Области высокого и низкого атмосферного давления являются основными очагами формирования воздушных масс – значительных объемов тропосферного воздуха, обладающих качественным своеобразием и спецификой динамики. Выделяются географические типы воздушных масс, каждая из которых делится на подтипы – континентальный или морской.

Умеренный воздух преобладает на территории Северной Евразии, его свойства наиболее сильно подвержены сезонным изменениям. Очагами формирования морского умеренного воздуха (мУВ) являются субполярные минимумы. В течение всего года мУВ отличается высоким абсолютным влагосодержанием. Зимой его температуры относительно высокие (в сравнении с кУВ), летом – прохладные.

Основным очагом формирования кУВ в зимний период года является Сибирский максимум с его отрогами. Этот подтип отличается особенно низкими абсолютным влагосодержа









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.