• Главная
• Новое
• Популярное
• Поиск
• Карта
• Связь

Изменчивость во времени и в пространстве

Эволюционная экология / Физическая среда / Изменчивость во времени и в пространстве

Страница 1

Смена времен года — это следствие эллиптической формы орбиты, по которой Земля совершает свой годовой путь вокруг Солнца, а также наклона оси планеты относительно плоскости своей орбиты (рис. 2.7). По чисто историческим причинам эти астрономические события были описаны с точки зрения наблюдателя северного полушария, хотя благодаря симметрии те же самые события, но со сдвигом по фазе в шесть месяцев происходят и в южном полушарии. Дважды в год в дни весеннего (21 марта) и осеннего (23 сентября) равноденствий солнечные лучи падают на поверхность Земли в районе экватора перпендикулярно (т. е. солнце находится в зените непосредственно над головой наблюдателя и тень на экваторе падает точно в направлении восток — запад). Во время летнего (22 июня) и зимнего (22 декабря) солнцестояний ось Земли имеет максимальный наклон по отношению к солнечным лучам. В северном полушарии ось наклонена на 23,5° в сторону солнца во время летнего солнцестояния и на 23,5° от солнца во время зимнего солнцестояния (см. рис. 2.7).

Во время летнего солнцестояния солнечные лучи падают перпендикулярно (солнце находится в зените) в районе тропика Рака (23,5° с. ш.), а во время зимнего солнцестояния — в районе тропика Козерога (23,5° ю.ш.). Летнее солнцестояние на Северном полюсе приходится на середину шестимесячного периода, в течение которого Солнце не заходит за линию горизонта (полярное лето). Избыток светлого времени суток летом в точности компенсируется его зимним дефицитом, так что общий годовой период светлого времени на любой широте точно равен шести месяцам. На экваторе продолжительность дня неизменно составляет 12 ч, тогда как полюсы получают свою долю солнечного света сразу в течение шестимесячного периода, после чего следует шесть месяцев сумерек и полной темноты. Продолжительность светового дня — один из наиболее чувствительных показателей смены времен года, и многие растения и животные умеренной зоны полагаются на фотопериод как на сигнал окружающей среды (рис, 2.8).

Рис. 2.7. Схематическое изображение движения Земли вокруг Солнца но эллин-тической орбите, следствием чего является смена времен года.

Рис. 2.8. Сезонные изменения фотонериода на различных широтах.

Рис. 2.9. Суточные колебания температуры в облачный и ясный дни. Видно, что облачность уменьшает как амплитуду суточного колебания температуры, так и ее крайние значения. I — ясный день; II — облачный день.

Конечно, основные ветры и океанические течения не остаются неизменными, как можно предположить, исходя из схем, приведенных на рис. 2.2 и 2.3; на самом деле они варьируют по сезонам в зависимости от движения Земли вокруг Солнпа. Широтный пояс, получающий наибольшее количество солнечного излучения («солнечный экватор»), постепенно смещается к северу или югу в пределах от 23,5° ю. ш. до 23,5° с. ш. Кроме того, широтные пояса восточных и западных ветров также сдвигаются к северу или югу в зависимости от времени года, вызывая тем самым сезонные изменения погоды в более высоких широтах. Вследствие шарообразной формы Земли сезонные колебания инсоляпии очень заметно возрастают с увеличением широты.

Хотя температура той или иной местности зависит от господствующих ветров, особенностей топографии, высоты над уровнем моря, близости водоемов, облачного покрова (рис. 2.9) и других факторов, в каждой конкретной области годовой ход средних суточных температур тем не менее хорошо отражает движение Земли вокруг Солнпа. Так, средняя суточная температура на экваторе меняется в зависимости от сезона очень слабо, тогда как в более высоких гпиротах она колеблется в значительно болыпей степени (рис. 2.10). Годовой диапазон изменений температуры в умеренных гпиротах также сильно превышает диапазон ее колебаний в тропиках (табл. 2.1).