Пояси фізіко-географічні

Пояси фізіко-географічні , найбільш крупні зональні підрозділи географічної оболонки. Кожному П. ф.-г. властиві особливий режим тепла і вологи, свої повітряні маси, особливості їх циркуляції і як наслідок цього своєрідна вираженість і ритміка біогеохімічних і геоморфологичеських процесів, вегетація рослинності, міграції тварин, круговорот речовин і ін. У залежності від кліматичних чинників, головним чином співвідношення тепла і вологи, від сезону до сезону усередині кожного П. ф.-г. виділяються сектори і географічні зони . Зміна поясів, секторів, широтних і вертикальних зон походить від екватора до полюсів і від подножій гір до їх вершин (зменшення тепла), а також від стаціонарних областей низького атмосферного тиску з фронтально-циклонною активністю і рясними осіданнями до областей з високим атмосферним тиском, де панують антіциклональноє стан погоди і арідниє ландшафти. Для зіставлення тепла і вологи використовуються різні показники температури і опадів або радіаційного балансу і коефіцієнта зволоження (або сухості), виведеного з відношення кількості тепла і середньої річної суми опадів. Для з'ясування гидротермічеських умов диференціації ландшафтів переважно використовувати відношення валового (продуктивного) зволоження W (за рік в мм ) до радіаційного балансу R (у ккал/см ² ×год). При гидротермічеськом коефіцієнті (ГТК)  більше 10 розвиваються лісові ландшафти, менше 7 — трав'янисто-чагарникові ландшафти, в діапазоні ГТК від 7 до 10 розташовуються перехідні ландшафти (див. таблиці.). Ця закономірність виявляється у всіх П. ф.-г., окрім полярних, субарктичних і субантарктичних; у останніх раніше всього відчувається гострий недолік тепла (R нижче 20 ккал/см ² ×год) і відмінності в зволоженні відступають на другий план.

Гидротермічеськие показники основних типів ландшафтів (по А. М. Рябчикову)

 На суші виділяють: 1 екваторіальний пояс і по 2 субекваторіальних, тропічних, субтропічних, помірних, субполярних (субарктичний і субантарктичний), полярних (арктичний і антарктичний) (див. карту ).

  Аналогічні географічні пояси просліджуються і в Світовому океані (хоча там вони зазвичай виражені менш виразно унаслідок рухливості водної маси), причому їх положення визначається: теплом, випаром, хмарністю, солоністю і щільністю води, які в основному є функцією радіаційного балансу; пануючими вітрами і морськими течіями; вертикальною циркуляцією води, вмістом в ній кисню, планктону і вищих організмів. Зазвичай ці умови змінюються з широтою поступово, а морські течії відповідно до сили Коріоліса і контурів берегів виходять за межі поясів пануючих вітрів і роблять істотний вплив на характеристики ін. поясів, Тому для визначення кордонів географічних поясів в океані важливіше значення мають природні рубежі: лінії конвергенції (збіжності) основних водних мас, кромки багатолітніх (влітку) і сезонних (взимку) льодів в приполярних областях, широтні осі центрів високого і низького тиску.

  Екваторіальний пояс суші характеризується високим радіаційним балансом — від 70 до 90 ккал/см ² ×год. Середні місячні температури повітря на рівні моря вагаються від 24 до 27 °С. Валове зволоження (тобто осідання мінус поверхневий стік) 1400 мм в рік; гидротермічеський коефіцієнт досягає 20. Сезонна ритміка не виражена. Річкова мережа густа, річки постійно багатоводні. Грунтові води ультрапресниє і лежать близько до денної поверхні. Біогеохімічні процеси виключно інтенсивні круглий рік, що виявляється в утворенні потужної кори вивітрювання, особливих типів грунтів і рослинності. Зона екваторіальних лісів (гилей) характеризується багатством флористчного складу і високою продукцією фітомаси (40—50 т/га сухої речовини). Рослинний опад повністю мінералізуєтся. Розвиваються червоно-жовті ферраллітниє і заболочені грунти. На тваринному світі переважають рослиноїдні форми, обмежено число хижаків, наголошується велика кількість птиць, плазунів і комах.

  В океанічних районах екваторіального поясу радіаційний баланс в середньому дорівнює 115 ккал/см ² ×год. Панує екваторіальне повітря, велика хмарність, рясні конвективні і фронтальні дощі (опадів понад 2000 мм в рік). Середня місячна температура повітря 28 °С. Вологе повітря утрудняє випар. Температура води досягає 27—28 °С. Поверхневі води мають солоність декілька нижче среднеокеанічеськой (35‰) — біля 34‰. У зоні пасатної конвергенції при східному перенесенні повітря в екваторіальному поясі виникає компенсаційне західне протівотеченіє. На кордонах з тропічними поясами значительна турбулентність води, що сприяє її збагаченню киснем. Фауна виключно всіляка (до 40 тис. видів) і досить рясна по кількості (зоопланктону більше 100 мг/м ³ ) . В екваторіальному субекваторіальних і тропічних поясах при температурі води вище 18,5 °С на глибині до 30—45 м-коди розвиваються коралові споруди.

  В субекваторіальних поясах суші відбувається сезонна зміна сухого тропічного (пасат) і вологого екваторіального (мусон) повітря при постійно високих температурах. Радіаційний баланс 70—75, а на побережжі до 80 ккал/см ² ×год. Річки сезонно багатоводні, інтенсивний схил стік, сильна ерозія.

  При гидротермічеськом коефіцієнті, рівному 10, на червоних альферрітних грунтах розвиваються лесосаванни і високотравні савани, при 10—13 — на ферраллітних грунтах мусонні ліси, при 7—10— типові савани на червоно-бурих грунтах, нижче 7 — сухі савани на червонувато-бурих грунтах. Річна продукція рослинності в мусонних лісах 20—35 т/га, в типових саванах 12 т/га, в сухих саванах 5—7 т/га сухої речовини. Нині більше половини території мусонних лісів і саван розорана і забудована. У складі тваринного світу найбільш характерні жуйні парнокопитні, хижі, гризуни, терміти, двокрилі і перетинчастокрилі комахи.

  В океанічних районах субекваторіальних поясів радіаційний баланс в середньому 120 (місцями до 140) ккал/см ² ×год. Стійкі пасати викликають східні пасатні течії. У західних частинах океанів екваторіальний пояс повітряної і водної конвергенції літом Північної півкулі розривається. Південний пасат і Південна пасатна течія перетікають в Північну півкулю, утеплюючи його і підсилюючи мусон. Середня температура води 25 °С. Слабке вертикальне перемішування води визначає недолік в ній кисню і низький вміст планктону (зоопланктону 50—70 мг/м ³ ) . Солоність води близька до нормальної. При розриві екваторіального поясу і конвергенції пасатів обох півкуль виникає внутрішньотропічний фронт з циклонною діяльністю і штормами.

  Для тропічних поясів суші характерні пустинні і напівпустинні ландшафти. Лише східні сектори материків зайняті вологими тропічними мусонними лісами і редколесьямі. Радіаційний баланс складає 60—70 ккал/см ² ×год. Середня температура найхолоднішого місяця не нижче 10 °С, найтеплішого 30—35 °С. На Ст добре виражені вологий і сухий сезони. Річкова мережа переважно рідка. В період дощів — бурхливі короткі паводки, в засуху — тривале маловоддя. Грунтові води лежать зазвичай глибоко і незрідка засолені.

  В західному і центральному арідном секторі цих поясів опадів 50—200 мм в рік, гидротермічеський коефіцієнт не вище 4. Через нестачу вологи кора вивітрювання малопотужна, продукція біомаси нікчемна. У напівпустелях приріст рослинної маси близько 4 т/га в рік, в пустелях менше 2 т/га в рік. Біомаса кореневої частини значно більше надземної. У короткочасні сезони дощів напруженість біохімічних процесів дуже висока (ефемери). Фізичне вивітрювання переважає над хімічним.

  До східної периферії материків пустелі через напівпустелі, чагарники і рідколісся змінялися літньо-вологими мусонними тропічними лісами, які по режиму тепло і зволоження мало відрізняються від субекваторіальних мусонних лісів. Відповідно відбувається зміна грунтового ряду від сіро-жовтих скелетних грунтів тропічних пустель через сіро-коричневі грунти напівпустель і червоно-коричневі грунти редколесий до червоних альферрітним (інколи оподзоленним алітним) грунтів під мусонними лісами.

  На тваринному світі тропічних поясів переважають жуйні парнокопитні, деякі хижі (гієни, лисиці), птиці гризуни; що багато плазують.

  Океанічні райони тропічних поясів характеризуються переважаючим антіциклінальним станом погоди. Радіаційне тепло (R близько 100 ккал/см ² ×год) витрачається на нагрів води до 20 °С і інтенсивний випар, який підвищує солоність до 37‰ (у замкнутих морях до 42‰). Вертикальна циркуляція вод слабка. У воді дуже мало кисню і планктон. Всілякі морські організми в кількісному відношенні нечисленні. Вміст зоопланктону 25 мг/м ³ .

  Субтропічні пояси характеризуються радіаційним балансом від 50 до 60 ккал/см ² ×год, сезонним чергуванням помірного і тропічного повітря і складною системою ландшафтних зон, пов'язаною з різним зволоженням. Гидротермічеський коефіцієнт вагається від 2 (пустелі) до 12 (мусонні ліси на східній периферії материків). Сума активних температур 4000—6000°; середня температура найхолоднішого місяця вище 4 °С, проте можливі невеликі морози. В багатьох рослин спостерігається короткий період вегетаційного спокою. Добре виражена секторность: на З. — середземноморські ліси і чагарники на коричневих і сіро-коричневих грунтах, зимове зволоження, постійна мережа гідрографії розвинена слабо; в центрі материка — напівпустелі і пустелі, з сіро-бурими грунтами і сероземамі, мізерний епізодичний стік; на Ст — мусонні ліси на жовтоземах і червоноземах, літнє зволоження, мережа гідрографії розвинена добре. Субтропічні ліси сильно зведені, заміщені вторинними чагарниковими ( маквіс, гарига, шибляк ) ілі культурними (поля, сади) типами рослинності.

  У океанічних районах субтропічного поясу радіаційний баланс складає 75 ккал/см ² ×год при невеликих коливаннях середніх місячних температур повітря (січень 12 °С, липень 20 °С. Взимку панує помірне повітря, західне перенесення і циклонні дощі; влітку — тропічне повітря, антіциклональноє стан погоди, нестійкі вітри, а по східній периферії материків — стійкі південно-східні вітри (внеекваторіальний мусон). Середня температура води в Севарном півкулі 16°, в Південному — 15 °С. Високий літній випар підвищує солоність води до 36‰, а в замкнутих морях, наприклад в Середземному морі, до 38‰. Слабке перемішування океанічних вод зменшує вміст кисню і планктону (зокрема, зоопланктону 50—100 мг/м ³ ) , що визначає невеликі рибні запаси.

  Помірні пояси суші мають чітку сезонність теплового режиму з тривалим зимовим періодом, що обумовлює сезонну ритміку рослинності і ін. біохімічних процесів. Радіаційний баланс від 20 до 50 ккал/см ² ×год, гидротермічеський коефіцієнт від 3 до 12. Панує західне перенесення помірного повітря і циклональная циркуляція. Переважає весняно-осінній стік поверхневих вод, і лише на східному побережжі ще зберігаються (але вже слабшають в порівнянні з субтропіками) літні мусонна циркуляція, осідання і стік. Суми активних температур (1500—4000 °) сприяють зростанню хвойних і листопадних лісів.

  В сівбу.(північний) помірному поясі відмінності між секторами виражені добре. У північних частинах пріокеанічеських секторів переважають змішані ліси переважно на підзолистих грунтах, в південних — широколистяні ліси на бурих лісових грунтах і прерії з черноземовіднимі грунтами. У континентальному секторі спектр зон вельми обширний. З С. на Ю. розташовуються: тайга з підзолистими грунтами, змішані ліси на дерново-підзолистих грунтах, лісостепи з сірими лісовими грунтами під дібровами і оподзоленнимі чорноземами під луговими степами, типові степи на чорноземах, південні сухі степи з каштановими грунтами, напівпустелі з сіро-бурими грунтами і пустелі на сероземах. Унаслідок значних гидротермічеських відмінностей північної тайгової частини північного помірного поясу від південної з відкритими лісостеповими і степовими просторами першу інколи виділяють в самостійний бореальний пояс. Рівнинні території південної частини помірного поясу більш ніж наполовину розорані і забудовані. Середня продуктивність зернових культур складає близько 5 т сухої речовини з 1 га. Фауна відрізняється відносною бідністю і однорідністю, переважанням лісових і степових форм.

  Над океаном значення радіаційного балансу від 20 ккал/см ² ×год на С. до 60 ккал/см ² ×год на Ю. Клімат характеризується порівняно теплою взимку (2,7 °С) і прохолодним літом (15 °С). Це пояси активної циклонної діяльності, штормів, густої хмарності і рясних опадів (1000—2000 мм в рік). Перевищення атмосферних опадів і річкового стоку над випаром обумовлює низьку солоність вод (біля 33‰). Інтенсивна турбулентність води сприяє збагаченню її киснем і планктоном. Кількість зоопланктону перевищує 200 мг/м ³ (місцями до 500 мг/м ³ ) . Багаті рибні промисли дають біля ² / ₃ світового улову риби.

  В субарктичних і субантарктичних поясах суші велику частину року панує арктичне (антарктичний) повітря. Радіаційний баланс не більше 20 ккал/см ² ×год. Сума активних температур нижча 500 °С, вегетаційний сезон триває 1,5—2 міс. Лісу відсутні. Серед трав'янисто-чагарникової і мохово-лишайникової рослинності переважають ксероморфні багатолітники на тундрово-глєєвих грунтах. Біогеохімічні процеси протікають повільно. Багатолітня мерзлота перешкоджає циркуляції води і міграції елементів, сприяє заболочуванню. Щорічний приріст рослинності в лісотундрі 3,5, а в тундрі близько 2 т/га. Тваринний світ субарктичного поясу бідний видами, відсутні або майже відсутні цілі групи: плазуни, земноводні, прямокрилі комахи і пр. В той же час деякі види представлені великим числом особин (ряд двокрилих, джмелі, лемінги, північні олені). Влітку багато водоплавних птахів.

  Кордони субполярних поясів в океані фіксуються кромками багатолітніх (полярний кордон) і сезонних льодів. Радіаційний баланс 20—30 ккал/см ² ×год. Залишок літнього тепла після танення льоду йде на випар і нагрів води до 5 °С. Від центрів низького тиску в західному перенесенні повітря відходять серії циклонів. Інтенсивна турбулентність повітря і води, рясні осідання. Солоність води 33—34‰ . Вода багата киснем, а довгий світловий день влітку сприяє розвитку планктону. Вміст зоопланктону 200 мг/м ³ . Це залучає сюди косяки риб, зграї птиць і навіть китів, нині сильно винищених.

  Арктичні і антарктичні пояси суші характеризуються дуже низьким значенням радіаційного балансу — 5—7 ккал/см ² ×год. Майже все літнє тепло витрачається на часткове танення снігу, мерзлоти (льоду), випар і турбулентність повітря. 10—11 мес в році температура повітря негативна. Вода — найважливіше джерело життя і ін. природних процесів — знаходиться в твердому стані. Лише у розпал літа температура повітря в арктичному поясі піднімається до 5 °С. Біохімічні процеси украй обмежені, що майже виключає розвиток вищих рослин. Домінують мохи і накипні лишайники. Влітку температура часто переходить через 0 °С. Це сприяє морозному вивітрюванню і утворенню полігональних форм в діяльному шарі багатолітньої мерзлоти.

  В районах активної взаємодії арктичного (антарктичного) і морського помірного повітря опадів в твердому вигляді випадає більше, ніж їх витрачається на випар, танення і стік. Від льодовикового періоду зберігаються і розвиваються материкові льоди, що покривають близько 11% (16,3 млн. км ² ) суші, об'ємом 30 млн. км ³ (або 27 млн. км ³ води).

  В Антарктиді зафіксовані абсолютні мінімуми температури повітря на Землі (—88,3 °С на станції «Схід»). Річна температура материкових льодів в Антарктиці опускається до —56 °С, у Гренландії до —11 °С, а температура морських льодів до —8,6 °С. Менш суворий клімат Арктики (і взагалі Північної півкулі) пов'язаний з перенесенням частини тепла з тропіків Південної півкулі в Північне за допомогою циркуляції атмосфери і особливо морських течій. У Південній півкулі немає таких потужних теплових течій, як Гольфстрім і Куросио. За спостереженнями радянських станцій, що дрейфують, «Північний полюс», радіаційний баланс в центрі Арктичного басейну 2—5 ккал/см ² ×год. Це тепло цілком витрачається на часткове танення льоду і випар. Середня температура липня близько 0 °С, у січні —30 °С.

  Літ.: Берг Л. С., Географічні зони Радянського Союзу, т. 1—2, М., 1947—52; Ісаченко А. Р., Основи ландшафтоведенія і фізіко-географічного районування, М., 1965; Калінін Р. П., Проблеми глобальної гідрології, Л., 1968; Грігорьев А. А., Типи географічного середовища, М., 1970; Калесник С. Ст, Загальні географічні закономірності Землі, М-код,, 1970; Мільков Ф. Н., Ландшафтна сфера Землі, М., 1970; Будико М. І., Клімат і життя, Л., 1971; Рябчиків А. М., Структура і динаміка геосфери, її природний розвиток і зміна людиною, М., 1972.

  А. М. Рябчиків.