Общее понятие о снеге. Гляциосфера

Понятие и группы ареалов

Каждый ботанический вид имеет свой ареал, т.е. условия места произрастания. Разные ботанические виды характеризуются различными ареалами.

Если на географической карте соединить линией все точки крайних местонахождений вида, то будет очерчена граница ареала, выявлена его площадь, внутри которой развивается и процветает данный вид. Однако это не значит, что данный вид занимает сплошь очерченную площадь. Наоборот, чаще всего случается, что этот вид встречается рассеянно среди других видов растений или даже приурочен только к определенным орографическим или эдафическим условиям: например, сосна обыкновенная растет по песчаным отложениям вдоль рек и по берегам озер, тогда как водораздельные пространства с суглинистыми и глинистыми почвами заняты на значительных площадях елью и другими породами.
Площадь и границы ареала не остаются на протяжении долгого времени неизменными. Под влиянием разных причин они могут заметно изменяться в сторону как уменьшения, так и расширения. Часто сокращение границ ареала вызывается деятельностью человека: вырубкой лесов, распашкой лесных площадей, изменением водного режима значительных лесных территорий при сооружении гидротехнических станций и т. д. Могут, конечно, измениться природные условия и без вмешательства человека. В этом случае данный вид не сможет в дальнейшем существовать в прежних границах ареала. Возможны и противоположные изменения природных условий, которые вызовут расширение ареала вида. Такой ареал принято считать прогрессивным. При сужении ареала в связи с ухудшением природных условий ареал считается регрессивным. Возможно также образование разорванного ареала. Примером такого ареала может служить ареал липы мелколистной, произрастающей в основном в Западной Европе и европейской части России. Затем она снова появляется в ряде мест Сибири. Если растение встречается на довольно ограниченной территории и нигде в других районах не встречается, то это говорит о древности вида, о его реликтовости. Очевидно, что оптимальные условия существования вида имеются в центральной части ареала и менее благоприятные — на его окраинах. Нередки случаи, когда растение, перенесенное за пределы своего ареала, встречает лучшие условия для своего развития и быстро там акклиматизируется.

Значение арела каждого вида растений имеет большое практическое значение. Сопоставление всех факторов внешней среды, обеспечивающих существование данного вида в определенных его границах, позволяет судить о возможности интродукции его в другие районы.

В зависимости от величины и особенностей ареала виды растений можно разделить на четыре группы:

1) космополиты;

2) с широким ареалом;

3) с узким ареалом

4) эндемичные.
Растения-космополиты - виды, ареал которых занимает несколько материков, захватывая различные природные зоны. В минувшие геологические эпохи, когда климат на земле был однородным (например, в каменноугольный период), видовой состав растений также был более однородным. В настоящее время, когда климат на земле разнообразен и состав видов растений в различных странах также разный, лишь немногие растения могут мириться с различными условиями среды и естественно распространяться в различных странах.
Древесных растений-космополитов нет, это главным образом травы гидрофиты и гигрофиты, такие, как рдесты, частуха, тростник, а также сорняки - осот, крапива, одуванчик.
Растения с широким ареалом - виды, распространенные на огромном пространстве материка или на двух смежных материках, в пределах одной или нескольких смежных природных зон, например сосна обыкновенная, осина, береза бородавчатая.
Растения с узким ареалом - виды, распространенные на части материка, например, бук, ясень, граб, тис.
Растения эндемичные - виды с ограниченным ареалом, приуроченные только к определенному району, например ель кавказская и пихта кавказская, распространенные только в западной части Кавказа; фисташка настоящая, растущая в предгорьях Средней Азии; сосны эльдарская и пицундская, естественно распространенные в Закавказье на небольшой территории; пихта грациозная (одна роща) на восточном берегу Камчатки. Эндемизм наблюдается в горных странах с большим разнообразием условий произрастания, где преимущественно и сосредоточены эндемичные виды растений. Эндемизмом отличается также островная флора, изолированная от материков. Эндемики являются родичами большинства культурных растений.
В пределах ареала особи отдельных видов размещены по-разному. Растения с широкой экологической амплитудой часто встречаются в различных условиях местопроизрастания, например сосна, ель, береза, осина.
Растения с узкой экологической амплитудой - индикаторы среды, имеют ограниченное распространение в пределах ареала и встречаются только в определенных местах, например болотные растения, песколюбы, гидрофиты, эвтрофы. В центральных частях ареала особи вида всегда распространены более равномерно, чем на его периферии. Так, дуб, ясень, липа, ель у южной и северной границ своих ареалов встречаются только на отдельных участках.

Общее понятие о снеге. Гляциосфера

«Существование ледяной и снежной области в биосфере по ее прямым и косвенным последствиям является одной из важнейших черт строения области жизни» — так писал в 20-х годах прошлого века основоположник учения о биосфере В И. Вернадский.

В наше время огромная роль снега и льда в жизни земного шара в целом и нашей страны в частности становится все более очевидной и многогранной.

Гляциология [2] — наука о природных системах, свойства и динамика которых определяются в основном льдом. Объекты ее исследования — это атмосферный лед, снежный покров гор и равнин, покровные и горные ледники, морские и пресные водоемы, подземные льды и наледи.

«Область снега и льда» (по современной терминологии «гляциосфера» [1]) включает в свой состав все виды природных льдов в атмосфере, на поверхности суши и океана, в земной коре. Их общая масса определяется астрономической цифрой — 2,243 10¹⁶ т. Почти 99% этой массы приходится на ледники, занимающие 11 % всей поверхности суши. На снег и лед в атмосфере и временный снежный покров, вместе взятые, приходится всего 0,05 % от общей массы льда, но их территориальное распространение — наибольшее, и поэтому их воздействие на состояние среды обитания человека, его жизни и хозяйственной деятельности особенно велико.

Гляциосфера играет огромную роль в эволюции Земли. Она в значительной мере определяет современную широтную зональность, усиливает межширотный обмен воздушных масс, влияет на уровень Мирового океана.

Гляциосфера представляет собой самостоятельную часть планетарной системы атмосфера — океан — оледенение. Она обладает важными специфическими свойствами. Ей свойственно наличие воды в твердой фазе, замедленный массообмен, высокая отражательная способность, огромные затраты тепла на фазовые переходы, особый механизм воздействия на сушу и земную кору. В отличие от других земных оболочек сфера снега и льда весьма изменчива.

В Северном полушарии в холодное время года сезонный снежный покров устанавливается на площади 59 млн. км . Территория нашей страны укрыта снежным покровом толщиной от нескольких десятков сантиметров до 1 м и более на протяжении срока от 2—3 мес. в году на юге страны до 8 — 9 мес. на севере (рис. 1).

Рисунок 1 - Наибольшая высота снежного покрова

Так как в процессе своего формирования и выпадения в виде снега твердые атмосферные осадки играют в экологическом отношении существенно иную роль, чем наземный снежный покров, они рассматриваются раздельно.

Снег [3] — это твердые атмосферные осадки, состоящие из мелких ледяных кристалликов и их сростков (снежинок).

Вот еще одно определение: снег — твёрдые (кристаллические) атмосферные осадки, выпадающие из облаков при отрицательных температурах воздуха.

Образование снежинок начинается в верхних слоях тропосферы при низких отрицательных температурах воздуха путем конденсации молекул водяного пара на так называемых ядрах конденсации, когда относительная влажность воздуха достигает 100 %. Ядрами конденсации служат пылинки любого минерального состава, рассеянные в атмосфере: космическая пыль, продукты вулканических извержений, кристаллики морской соли, пыль, поднятая с земли песчаными бурями, пыльца растений, а также загрязнители атмосферы антропогенного происхождения (дым и сажа из труб промышленных предприятий, выбросы автотранспорта, продукты различных взрывов, включая атомные). Таким образом, с самого начала своего образования снежинка включает в свой состав инородную минеральную частицу и тем самым участвует в очищении атмосферы от инородных примесей. Вначале зародыши снежинок очень малы и легки и долго плавают в верхних слоях тропосферы, где их скопления образуют ледяные облака. Постепенно снижаясь и проходя сквозь нижние слои облачности, зародыши снежинок, имевшие ранее простые формы мелких иголочек, призмочек и тончайших шестигранных пластинок, обрастают все новыми кристалликами льда, ветвятся, растут и превращаются в шестилучевые, сложно опушенные снежинки классических форм (специалисты различают более 5000 разновидностей). Продолжая все ускоряющееся падение, снежинки склеиваются в сложные агрегаты, в снежные хлопья, захватывая при этом частицы загрязняющих атмосферу веществ, которые накапливаются после снегопадов в снежном покрове. При сильном ветре этот процесс активизируется и тогда — «буря мглою небо кроет, вихри снежные крутя» (А.С. Пушкин).

За последние годы наблюдается усиление циклонической деятельности, и поэтому снежные метели становятся все более сильными, а снегопады все более обильными, обостряющими экологическую обстановку в населенных пунктах и на транспорте. Так, например, в январе 2001 г. на Сахалине метели и мощные снегозаносы на много дней парализовали всю хозяйственную деятельность, а в Москве 3—4 января того же года выпала месячная норма осадков и на расчистку города от снегозаносов пришлось задействовать 7000 единиц снегоуборочной техники и 4000 дворников, не говоря уже о пробках на дорогах и трудностях для пешеходов. В целом по России на борьбу со снегозаносами в городах, на железнодорожных и автомобильных путях сообщения ежегодно расходуются миллиардные средства. В горах, где снега выпадает особенно много, снегозаносы и снежные лавины не только усложняют условия жизни населения, но нередко приводят к катастрофам с человеческими жертвами. Обильные снегопады и снегозаносы сильно усложняют и удорожают эксплуатацию аэродромов, стадионов и других открытых сооружений. В районах с мощным снежным покровом крыши зданий и других сооружений испытывают дополнительную нагрузку, что может привести к их разрушению и что следует учитывать при их проектировании и строительстве. Большую нагрузку испытывает кустарниковая и древесная растительность. В лесах, особенно хвойных, снежная навись на ветвях деревьев («кухта» [3]) нередко достигает такой тяжести, что не только ветви, но и целые крупные деревья ломаются, как спички, а молодой подрост сгибается в дугу (рис. 2).

Так, например, в густых таежных лесах Западной Сибири до половины выпавшего за зиму снега задерживается на кронах деревьев, не достигая поверхности почвы. Там же происходит таяние и испарение этих «подвешенных» сугробов, если порывы ветра не стряхнут их на землю. «Кухта» сильно осложняет зимовку одних животных, лишая их доступа к пище, и облегчает зимовку других, создавая Укрытие от морозов и хищников.

Твердые атмосферные осадки не ограничиваются снегопадами. При определенных условиях погоды кристаллизация атмосферной влаги может происходить непосредственно на земной поверхности в виде так называемых «нарастающих осадков» [4] (инея, изморози, гололеда). Нарастающие осадки в виде изморози и инея образуются на сильно охлажденных поверхностях снежного покрова, на скалах, ветвях и стволах деревьев, на опорах и проводах высоковольтных линий. Иногда масса нарастающих осадков превышает прочность предметов, послуживших основой для их образования, и они разрушаются. Известны факты, когда наросты снега и льда на проводах электролиний достигали от 0,5 до 1 кг на погонный метр и происходили многочисленные обрывы проводов, приводившие к авариям и несчастным случаям.

Рисунок 2 - Кухта

Серьезную проблему представляет также обледенение самолетов при прохождении сквозь густую облачность. Ведь не случайно трассы самолетных рейсов прокладываются выше облаков, где господствует вечный мороз (—50...— 60° С) и воздух настолько сухой, что образование ледяных налетов на плоскостях самолета практически исключено. Опасность сохраняется только при прохождении сквозь облака нижних ярусов при взлетах и посадках.

Обледенению подвергаются не только летательные аппараты, но и морские суда. Известны случаи гибели кораблей в Арктике и морях Дальнего Востока во время штормов в морозную погоду, когда они теряли остойчивость из-за нарастания огромных глыб льда на снастях и палубных надстройках. Широко известны также случаи гибели судов в Новороссийской бухте Черного моря, когда холодный ураганный ветер с Кавказского хребта (бора) внезапно обрушивался на город Новороссийск и на стоящие на рейде корабли. Нарастание льда на всех надводных частях кораблей происходило так стремительно, что команды кораблей не успевали его счищать. В конце концов некоторые из них не выдержали огромной ледяной нагрузки, перевернулись и затонули. Из сказанного выше очевидно, что образование и выпадение твердых атмосферных осадков может оказывать не только положительное, но и отрицательное воздействие на экологическое состояние среды обитания людей, их жизнь и деятельность.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: