Земля как снежный ком. Декабрь XIX
В настоящее время парниковый эффект разогревает земную поверхность все более заметно для обитателей Земли. А в доисторические времена планете приходилось переживать прямо противоположный процесс - замораживание. 750 миллионов лет назад вся превратилась в один сплошной ледник, и внеземной наблюдатель увидел бы из космоса нашу планету в виде безжизненного ледяного шара. Земля пережила полное оледенение по меньшей мере два раза.
Примерно 750 миллионов лет назад вся поверхность Земли, континенты и Мировой океан, представляла собой однообразную заснеженную пустыню - ледник от полюсов до экватора. Группа французских исследователей опубликовала в научно-популярном журнале Nature статью о ледниковом прошлом нашей голубой планеты. Французские ученые создали геоклиматическую модель, чтобы выяснить причины внезапного оледенения. Оказалось, что температура резко упала вследствие катастрофического разрушения гигантского континента.
550-800 миллионов лет назад Земля дважды превращалась в обледенелый шар. Ученые-климатологи на основании результатов новейших исследований полагают, что какая-то одна, даже очень серьезная причина сама по себе не могла бы привести к полному обледенению Земли. Скорее всего произошло роковое совпадение двух важных обстоятельств: солнечное излучение в тот период, по-видимому, было примерно на 6% слабее, чем сейчас; одновременно концентрация в атмосфере углекислого газа (С02), создающего парниковый эффект, упала до минимального уровня.
При нормальных условиях углекислый газ действует в масштабах планеты как стеклянная крыша в парнике: он не дает теплу беспрепятственно уходить в космическое пространство. Без крыши в парнике станет холодно, и без углекислого газа в атмосфере температура поверхности планеты обязательно понизится.
Колебания солнечной активности объясняются довольно просто, чего нельзя сказать о необыкновенно низком уровне содержания углекислого газа в атмосфере. Французские климатологи решили найти удовлетворительное объяснение этого природного явления. Яник Донадье, сотрудник лаборатории исследования климата Французского научно-исследовательского центра, создал вместе с группой коллег компьютерную модель, в которой скомбинированы климатические и геологические факторы. Ученые принимали во внимание круговорот воды в природе и последовательно ввели в компьютер большой объем точных сведений.
Компьютер обработал полученную информацию и в результате выдал, что 750 лет назад на Земле произошла катастрофа: древнейший континент, названный учеными Родиния, со страшным грохотом развалился. Крах огромного участка суши, центр которого находился в районе современной Северной Америки, выбросил из земных недр колоссальные массы базальта. Каменные глыбы, оказавшиеся на поверхности, постепенно выветривались, и при этом они забирали из атмосферы большое количество углекислого газа.
Катастрофа в северной части Западного полушария, по всей вероятности, положила конец периоду экстремально сухого климата, долгое время господствовавшего на этом континенте. Дождей стало больше, по равнинам потекли океан глубокие полноводные реки. Из-за таких перемен поглощение углекислого газа увеличилось, усилилось и выветривание базальтовых скал, которое сопровождалось значительной убылью двуокиси углерода.
Согласно вычислениям Донадье, из-за катастрофы Родинии средние температуры на Земле снизились более чем на восемь градусов по Цельсию. Исследователи пришли к выводу, что значительные тектонические изменения превратили Землю из теплого парника в настоящий морозильник. Планета надолго покрылась толстой коркой льда и снега.
Последний ледниковый период случился значительно позднее. Изучение каменных осыпей в Южной Америке доказало, что ледяные массы в то время тоже покрывали всю планету, а не только Северное полушарие, как долгое время считали ученые.
Определение возраста каменной гряды, оставленной в Андах отступившим ледником, обнаружило интересный факт: преобладающая часть Южного полушария во время последнего ледникового периода была ледяной заснеженной пустыней. Возглавляемый Майклом Капланом научный коллектив геологов Университета штата Висконсин представил результаты своей работы в специальном журнале Американского геологического общества.
Это ледниковый период не обошел стороной Южное полушарие, ученые знали уже давно - по следам, оставленным в Южной Америке массами льда. Сползая по поверхности суши, ледники двигали вместе со льдами огромное количество валунов, песка и глины. Потом льды таяли, и после них оставались характерные каменные гряды, называемые моренами. Однако геологи могли только уточнить место, где образовался ледник. Для них оставалось тайной, когда именно произошло оледенение.
С помощью нового метода ученые точно установили время ледникового периода на территории современной Южной Америки. Метод основан на том, что на поверхность Земли постоянно попадают энергетически заряженные частицы из космоса. Благодаря «вмешательству» этих частиц в земные дела атомы кислорода химически преобразуются в молекулы кварца, который входит в состав песка и камней. По количеству в определенной пробе грунта изотопов (так называют измененные ядра атомов) можно узнать, с какого времени этот грунт подвергался космическому облучению.
Камни в моренной гряде открылись потокам лучей только с того момента, когда растаял ледник. Поэтому Каплан и его коллеги смогли рассчитать, что обледенение в Андах закончилось 16 тысяч лет назад. Точно такой же возраст имеют морены в Северной Америке. Это значит, что последний ледниковый период закончился одновременно и в Северном, и в Южном полушариях.
Эти результаты расчетов, по мнению авторов работы, доказывают, что похолодание, которое стало причиной наступления ледникового периода, затронуло всю планету, а не какую-то ее часть. Майкл Каплан и его коллеги надеются, что их исследования помогут лучше понять климатические изменения, которые происходят на Земле в настоящее время.
Зима - это лютое время, особенно на севере планеты. Иногда ее появление не совпадает с календарным временем. Признаки зимы способны проявиться раньше. Слякотная погода меняется на морозы, водоемы замерзают, а земля покрывается белым снежным одеялом. День в этот период короткий, а ночи холодные.
Первые признаки зимы. Снег
Календарь природы
Морозы и снега появляются по-разному. Природа имеет свой календарь, поэтому признаки зимы заметны в различное время года.
Каждый год сроки годовых сезонов изменяются. Поэтому весна может прийти рано или, наоборот, поздно. Такое происходит и зимой. Каждый год может быть разное количество осадков, дней может быть больше ясных или пасмурных, температура также может преподносить свои сюрпризы.
Многим людям важно следить за колебаниями в природе. Обращают на них внимание садоводы, землевладельцы, рыболовы, охотники. Зависят от погодных условий такие отрасли:
- птицеводство;
- сельское хозяйство;
- рыбная ловля;
- животноводство;
- шелководство;
- пчеловодство.
Окончание зимы
Зима не длится вечно, в конце концов наступает ее завершение. Появляются первые проталины, виднеется земля. Раньше их можно заметить на косогорах, а далее - на полях. Но на севере в лесах снег может держаться долго.
Перелетные птицы начинают возвращаться домой. Первыми можно заметить грачей. Но есть и места их жительства, из которых они не улетают, так как там нет суровых зим.
Начало зимы в живой природе
Существуют признаки зимы в живой природе. Можно наблюдать такие изменения:
- Деревья, кусты сбрасывают листья. Происходит это из-за того, что зимой мало света, поэтому эта часть им не нужна. Только хвойные деревья не теряют листья, они выпадают постепенно, чтобы вырастали новые. Эти иголочки елок, сосен покрыты налетом, который защищает их от лютых морозов.
- В зимний период мало корма. По этой причине животные, например медведь, впадают в спячку. Те, которые продолжают вести активную жизнь, обрастают теплой шубкой. Такие изменения не позволят им замерзнуть. Кстати, заяц на зиму белеет, а ежик находит уютное место и спит там, свернувшись в калачик, до весны.
- Количество птиц зимой уменьшается, так как перелетные пернатые летят в края, где теплее. Остаются только те, кто приспособился употреблять в пищу различные виды корма. Да и много насекомых пропадает зимой, поэтому найти пищу птицам становится труднее.
Такие признаки зимы в живой природе.
Из чего состоит снег?
Снежинки бывают различных размеров, но не больше 5 мм. А ажурное плетение отличается друг от друга, удивляя своей уникальностью. Разные существуют признаки зимы, но самым основным считается снег. Снежинки симметричные, имеют четкие геометрические грани, соединены в шестиугольник. Молекула воды имеет шестиугольную форму. Из-за этого она, замерзая в облаках, перевоплощается в маленькие кристаллы. Формирование происходит с захватом соседних молекул. Таким образом, получается цепочка замерзших молекул.
На получившуюся форму влияет температура воздуха, влажность. Снег зимой играет важную роль, так как обеспечивает защиту земле в холода, укрывая ее снежным покрывалом. Оно позволяет сохранить тепло, растения и маленькие животные не погибнут в таких условиях. Если не будет снега, то озимые не дадут урожай. Также снег сохраняет влагу, которая необходима весной.
Игры для детей, которые помогут распознать начало зимы
Многие родители хотят, чтобы их ребенок быстрее смог рассказать, какие признаки зимы существуют. Можно научить его этому играя. При этом его умственные способности будут развиваться, улучшаться.
Первая игра называется "Самодельное лото". Ее можно применять для 3-летних малышей. Признаки зимы для детей станут понятны, они смогут об этом рассказать. Для этого нужно сделать лото на каждое время года. Собираются картинки, на которых нарисованы признаки зимы и других периодов года. После этого нужно предложить своему ребенку выбирать из рисунков те, которые связаны с зимним периодом. Родитель может вынимать по очереди картинки, а малыш должен определять признаки холодной поры года. Чтобы ребенку было интересно, можно поменяться позже с ним ролями. Это позволит закрепить его знания. Разрешается делать ошибки, чтобы малыш исправлял своего родителя.
Подобно предыдущей игре, можно написать на картонках слова: признаки к слову "зима" и другим порам года. Занятие происходит схоже с предыдущим, ребенок должен собрать слова, связанные с зимой.
Хорошо развивает мысли малыша игра "Что надеть". Для этого потребуется одежда, которую следует надевать в разное время года. Ребенок должен выбрать из кучи только те вещи, которые подойдут к зиме. Родитель также может показывать по одному атрибуту гардероба, а дети делают вывод относительно него. Такая же игра может проходить с обувью. Если есть беспокойство, что вещи запачкаются, можно использовать картинки. На них должна изображаться разная одежда. Чтобы ребенок развивал свое логическое мышление, можно спросить, почему он выбрал конкретную вещь.
Помочь распознавать признаки зимы можно во время прогулки. Когда мама отправилась гулять с малышом на улицу, он может начать рассказывать о тех изменениях, которые пришли с появлением зимнего периода. Родитель может помогать детям, обращая внимание, что у собаки шерсть стала гуще, а из коттеджей виднеется дым, так как там топят печь. Ребенок будет осознавать, что с приходом зимы становится холодно, поэтому происходят такие изменения.
Также можно играть в зимние слова. Для этого участники называют поочередно слова, связанные с зимой. Например, холод, снег, Дед Мороз, Снеговик и другие. Если кто-то не знает, какое слово назвать, он выбывает с игры. Последний оставшийся участник становится победителем.
Итак, есть много изменений в с приходом зимы. Каждый человек их должен замечать, а детям следует помочь увидеть эти признаки.
«Объединение русских земель» - Доказать, что к 14 веку сложились предпосылки объединения русских земель. Какие были политические предпосылки? А были ли другие варианты у прошлого? Задачи. Выводы. Были ли объединительные силы в русских землях после распада Руси? Рост национального самосознания. Выделить предпосылки объединения русских земель: политические социально-экономические этнические.
«Открытие Земли» - Исследовал Южную и Восточную Африку. Развитие знаний о Земле. Магеллан побывал на Марианских и Филиппинских островах (где погиб в стычке с туземцами). Итоги урока. Климат преподносит нам много сюрпризов, которые ставят человечество в тупик. Ф. Нансен. Привести примеры связи физической и экономической географии?
«Русская земля» - не мог посещать вече, приобретать вотчины на окраинах Новгородской земли. Даниил Галицкий (1221-1264). Икона. Боярская республика, приглашение и изгнание князей, важнейшая роль торговли. Александр Ярославич Невский: «Кто с мечом…». Древняя Русь IX - XIII вв. Курултай 1206 г. Вервь – община. С 1148 г. Архиепископ.
«Снег и лёд» - Сделай вывод. Положи в один стакан кусочек льда, в другой – комок снега. Опыт 1. Проверь. Лёд бесцветный. Что ты наблюдаешь? Снег белый. Лёд прозрачный. Сравни снег и лёд по цвету с листками цветной бумаги. Свойства снега и льда. Снег и лёд тают под действием тепла, превращаются в воду. Сожми в одной руке немного снега, а в другой - кусочек льда.
«Возникновение Земли» - Образование облаков меньших размеров. Проблема термодинамического барьера на пути возникновения протобиополимеров в процессе поликонденсации. Очень большое давление. Разделение единой Вселенной на части. Теория «Большого взрыва». Развитие науки. Образование планетной системы из оставшихся газов и пыли на периферии протозвёздного диска.
«Форма Земли» - Магеллан (мореплаватель). Значит, есть на Земле какой- то изгиб, незаметный человеческому глазу. Стороны горизонта. (Окружающий мир - 3 класс). Аристотель. Земля в форме диска. Кадры из кинофильма «Старик Хоттабыч». Горизонт. Остальные стороны горизонта найти уже легко. Стороны горизонта: Такую тень может давать только круглый предмет.
Наступила зима. Выпал снег. Белое пушистое покрывало, насколько охватывает взор, окутало землю.
Снег - неизбежный спутник нашей зимы - явление общеклиматическое.
Зимой почти вся территория нашей Родины покрывается снегом. Толщина снежного покрова постепенно уменьшается от севера к югу. Это уменьшение, подчас совершенно незаметное для глаза, в действительности довольно значительно: через каждые 100 километров к югу снежный покров убывает от 2 до 10 сантиметров. Но куда более значительно может меняться иной раз снежный покров на расстоянии всего лишь нескольких километров, а то и десятков метров.
Кто не знает, как зимой в иных местах наметает огромные сугробы, а в иных снег лежит таким тонким слоем, что сквозь него видна Земля. В поле снега почти нет, а в лесу, особенно у опушки, в него проваливаемся по колено.
Эти различия в залегании снежного покрова относятся к области микроклиматических особенностей местности. И, как мы увидим, они играют для нас большую роль.
Громадное значение снега в сельском хозяйстве общеизвестно. «Снежное одеяло» - не только образное выражение. Оно полностью передает и действительное значение снега для почвы и озимых хлебов.
Снег предохраняет почву и озимь от промерзания. Он же при весеннем таянии увлажняет почву. Чем меньше промерзла почва, тем лучше впитывает она влагу, тем лучше и обильнее на ней растительность весной и летом. Поэтому достаточно мощный снежный покров - залог хорошего урожая. Но снегом и его распределением интересуются не только агрономы и колхозники. Затруднения, которые испытывает зимой транспорт, и гужевой и железнодорожный, часто бывают обусловлены снежными заносами. Поэтому решение вопроса, каким законам подчинено распределение снежного покрова и как заставить снег ложиться там, где надо, и, наоборот, помешать ему накапливаться там, где он вреден, имеет большое народнохозяйственное значение.
Первые широкие исследования снежного покрова были поставлены в конце прошлого столетия замечательным русским климатологом А. И Воейковым.
От чего зависит неравномерное распределение снега? Казалось бы, падая на Землю, он совершенно одинаковым слоем должен покрыть и долину, и обе стороны холма, и поле, и лес, и железнодорожное полотно.
Так бы оно и было в действительности, если бы воздух над Землей был неподвижен. Но вы уже знаете, что земная атмосфера никогда не находится в состоянии покоя. Ветер и обычно насыщающие воздушный поток бесчисленные вихри, обусловленные трением о неровности почвы, - виновники той пестроты, которую мы наблюдаем в распределении снежного покрова по поверхности Земли.
Снег легко переносится ветром не только во время снегопадов. Вы, вероятно, не раз наблюдали в ясный зимний день слабые приземные метели - поземки, когда ветер переметает снег, оголяя поля и погребая под сугробами полотно железной дороги.
Ровное, гладкое поле не препятствует ветру, ничем ни останавливает, ни тормозит воздушный поток, следовательно, на нем скорость ветра куда больше, чем в выемке железной дороги. Здесь ветер слабее, поэтому в ней и скапливаются сугробы.
Скорость ветра - причина самых различных микроклиматических явлений, и о ней нужно поговорить несколько подробней.
До самого последнего времени было очень мало известно о том, как изменяется скорость ветра в пространстве и каким закономерностям она подчиняется. А они оказались очень своеобразными.
У самой поверхности Земли скорость ветра везде равна нулю. На высоте 50 метров она на всей европейской территории Союза в среднем за год равна 5-б метрам в секунду, на морях, особенно северных, повышается до 7-8 метров в секунду. В нижнем слое воздуха скорость ветра очень сильно зависит от характера местности. Холм, строение, лес - все служит препятствием на пути воздушного потока. Обтекая их, он тратит часть своей энергии на трение и на завихрения.
Над всяким препятствием воздушный поток в той или иной мере сужается по вертикали, и это сужение увеличивает его скорость. За препятствием воздушный поток расширяется - скорость ветра сразу падает.
Изменение скорости очень легко заметить. Всякий знает, как сильно дует ветер на вершине холма и как он ослабевает на его подветренном склоне.
На рис. 3 видно, как распределяется скорость ветра перед холмом, на его вершине и на склонах.
На подветренной стороне скорость ветра на 30 процентов меньше по сравнению с ровным, открытым местом, а на вершине, наоборот, больше. В результате этой разницы вершина холма более или менее свободна от снега, а у подножья его - большие сугробы.
Вообще отложения снега, подобно отложениям песков, служат как бы фотографией ветров, и по узору этих отложений можно судить о направлении и скорости воздушных потоков.
Рассмотрите внимательно рисунки на этой странице. На одном из них (рис. 4) у основания небольшого обрыва, с той его стороны, которая обращена к ветру, мелкие воздушные вихри выдули жолоб. С противоположной, подветренной, стороны обрыва, у вершины его, вихри выдули клювовидный козырек, у основания - намели сугробы.
На рис. 4 и 5 вы видите и схему вращения этих вихрей.
Воздушный поток обтекает густой лес почти так же, как и холмы, а в самом лесу ветра, как вы знаете, почти не бывает.
Поэтому снег в густых лесах лежит ровным слоем, зато на окраинах его высятся снежные сугробы.
На опушке рощи или негустого леса сугробы невелики. Такие леса с редкостоящими деревьями ветер не обтекает, как сплошное препятствие. Он проходит внутрь леса и разбивается здесь между деревьями на мелкие струйки.
О том, как много энергии тратит в таком лесу воздушный поток на создание мелких вихрей, на трение о стволы, можно судить по тому, как качаются кроны деревьев. Попробуйте раскачать большое дерево так, чтобы его вершина клонилась от ваших усилий. Вряд ли это вам удастся. А ветер, даже не слишком сильный, свободно раскачивает не одно дерево, а сотни и тысячи.
Даже из того немногого, что мы здесь рассказали, можно заключить, что леса, холмы и даже слабый рельеф поверхности почвы очень существенно влияют на скорость воздушных потоков, несущихся в слое от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров над поверхностью Земли.
О том, что растительность задерживает не только снег, но и ослабляет влияние суховеев и пыльных бурь, было известно давно. Но возможность активного использования растительности, и именно древесной, для уменьшения скорости ветра и вместе с тем для задержания снега на полях была научно доказана и подтверждена специально поставленными опытами только в конце прошлого столетия профессором Докучаевым и его учениками.
Чем выше лесная полоса, тем на большем расстоянии сказывается обусловленное ею уменьшение скорости ветра. Лесные полосы ослабляют ветры в зоне, шириной в 20-30 раз превышающей их высоту. На такое же расстояние распространяется и их влияние на снежный покров. Но лесные полосы могут быть разной конструкции, и в зависимости от этого различно и их влияние.
Лесные полезащитные полосы могут быть плотной и ажурной конструкции.
В непродуваемой лесной полосе плотной конструкции деревья и кустарники располагаются так, что они образуют густую сплошную стену - чащу. Ветер через такую полосу проникает слабо или почти не проникает, и полоса оказывает ветру такое же сопротивление, как стена. Около такой полосы образуется большой сугроб снега (рис. 6).
Весной снег здесь медленно тает и может задержать развитие сельскохозяйственных культур. Ветер, натыкаясь на непродуваемую полосу, как на препятствие, переваливает через нее, а за полосой опускается вниз и опять дует почти с такой же силой.
Наиболее благоприятное влияние на скорость ветра и распределение снежного покрова оказывают ажурные лесные полосы, редкие внизу и более густые в верхней своей части. Нижние слои воздушного потока с малой скоростью и мелкими вихрями, просачиваясь сквозь такую полосу, еще более ослабевают, но вместе с тем препятствуют опусканию на Землю той части воздушного потока, которая, почти не ослабев, перевалила поверх лесной полосы.
Лесная полоса, имеющая крупные просветы не только в нижней, но и в верхней своей части, пропускает сквозь себя и верхние слои воздуха, имеющие большую скорость и завихренность. Такая полоса, подобно плотной полосе, является менее надежной защитой от вредоносных ветров: метелей, суховеев и пр.
Ветрозащитное действие лесных полос наиболее полно проявляется при ширине их от 10 до 20 метров.
У ажурных полос скорость ветра снижается более равномерно, и зоны затишья перед ними не наблюдается. Поэтому и сугробы снега у таких полос накапливаются гораздо меньших размеров, а на полях между ними снег распределяется более ровным и глубоким слоем (рис. 7).
На снежный покров непосредственно воздействует скорость ветра у самой Земли, на высоте всего лишь нескольких сантиметров.
На такой высоте она зависит не только от крупных препятствий, но и от малейших рытвин, кочек, старой травы и пр. Влияние этих столь, казалось бы, незначительных преград очень сильно: засохшие стебли травы в пределах своей высоты задерживают снег даже лучше, чем деревья или кустарники. Поэтому все, что увеличивает неровности на поверхности Земли, способствует тому, что снег не сдувается, а задерживается на полях.
Для того чтобы удержать на поле как можно больше снега, используют как кулисы стебли кукурузы или подсолнуха. Кулисный метод снегозадержания нашел сейчас широкое распространение в наших южных областях.
Для получения высоких и стойких урожаев нужно накапливать и удерживать на полях и лугах как можно больше снега - утеплителя почвы зимой и источника обильной влаги весной. И мы видим, как в основном эти задачи решаются. Но иногда нужно решить задачу обратную - защитить дорогу или селение от снежных заносов. В этих случаях снег различными преградами заставляют скапливаться в стороне от защищаемого места. Деревянные щиты, заборы, живые изгороди, тянущиеся вдоль дорог, преграждают путь снежным сугробам (рис. 8).
Но вот зима подходит к концу. Все чаще и чаще наступают оттепели. Под лучами Солнца снег начинает таять. И в эту часть года мы вновь встречаемся с рядом особенностей, связанных с микроклиматом.
Вы, верно, замечали, что снег тает далеко не сразу и не везде одинаково быстро. Грязный, темный снег тает быстрее, чем чистый, белый. Это и понятно. Ведь чистый снег отражает 60-80 процентов солнечных лучей и поглощает, следовательно, только третью или даже пятую часть солнечного тепла. Грязный же, как и всякое темное тело, поглощает тепла от Солнца гораздо больше - до двух третей. Вот почему в городах и вблизи них снег, загрязненный пылью и копотью, сходит намного раньше, чем в сельских местностях.
Дольше всего снег задерживается в лесу, и в этом, между прочим, заключается большая роль леса в сохранении и регулировании влаги, а следовательно, и в создании благоприятного для растительности микроклимата.
Таяние снега происходит в лесу медленно, постепенно. Эта постепенность, как мы уже говорили, уменьшает весенние паводки в наших реках, способствует более равномерному поверхностному и грунтовому стоку вод и тем самым повышает в реках их летний уровень.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .