Тема 3. Методы общенаучных и прикладных физико-географических, экономических и социально-географических исследований (8 часов).
Вопросы
1. Понятие метода в науке.
2. Общие методы.
3. Частные методы.
4. Специфические и конкретные методы.
Метод науки — это «общий способ достижения адекватного и всестороннего отражения предмета исследования, раскрытия его сущности, познания его законов» (Б.М.Кедров, 1967). В каждой науке методы исследования формируются в процессе ее развития в зависимости от предмета и цели исследования, уровня развития теории, и в то же время сами способствуют дальнейшему развитию теории.
Множественность методов, используемых при научных исследованиях, требует определенной их систематизации. Б. М. Кедров (1967) все научные методы в естествознании делит на три основных группы: общие, особенные и частные.
Общие методы используются всеми естественными науками при изучении любого из их объектов. Наиболее общим методом исследования природы является диалектический, который конкретизируется в двух различных формах: в виде сравнительного метода, с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений, и исторического, служащего для раскрытия и обоснования принципа развития в природе.
Особенные методы тоже находят применение во всем естествознании и не ограничиваются рамками одной какой-либо формы движения материи. Однако они касаются не всего исследуемого объекта в целом, а лишь одной определенной его стороны (явления, количественной стороны и т.д.) или же определенных приемов исследования, таких как наблюдение, эксперимент, измерение, индукция и дедукция, анализ и синтез, формализация, моделирование и т.д.
Частные методы — это специальные методы, связанные со специфическим характером той или иной формы движения материи (химические, физические, биологические, геологические). Одни из них применяются только в пределах отдельных естественных наук, другие используются при изучении объектов в смежных науках, но на уровне определенной формы движения материи.
Таким образом, в основу классификации методов Б. М. Кедров положил степень их универсализации. В согласии с этим принципом мы можем предложить для методов комплексных физико-географических исследований следующую классификацию:
общие, представляющие собой конкретизацию диалектического метода, — сравнительно-географический и историко-географический (исторический);
особенные, используемые во всех географических науках, — картографический, математический, моделирования, прогнозирования, районирования, эксперимента;
частные, применяемые во всех естественно-географических (физико- географических) науках, — геохимический, геофизический, палеогеографический, аэрометоды, космические методы.
Для экономико-географических наук характерен иной набор частных методов.
Рангами ниже являются специфические и конкретные методы (или простые методы и методические приемы). Они существуют как бы внутри общих, особенных и частных методов.
Специфические методы формируются в процессе решения определенных научных задач и в последующем применяются для решения задач данного класса. В комплексной физической географии это методы: ландшафтный, комплексной ординации, физико-географического районирования и т.д. Некоторые из специфических методов комплексной физической географии могут использоваться и в других науках, но уже в виде определенных модификаций. Например, ландшафтный метод в виде ландшафтно- индикационного находит все более широкое применение в геологии, географии почв, мерзлотоведении, гидрогеологии и т.д.
Конкретные методы — это составные части специфического метода, простые методы и приемы решения частных задач. Например, метод сбора образцов для ландшафтно-геохимических или других видов исследований, конкретные методы фиксации материалов наблюдений или их обработки и т. д.
Множественность методов исследования порождает попытки их классификаций (Д.Л.Арманд, 1961, В.С.Преображенский, 1969, 1971, 1972 и др.). К. К. Марков особо выделял так называемые «сквозные» методы — сравнительно-описательный, геофизический, геохимический,
палеогеографический, картографический и математический, применяемые во всех физико-географических науках.
Представляет известный интерес и его классификация методов физической географии по истории их становления. Различают методы: традиционные (сравнительно-географический, историко-географический, картографический), зародившиеся на заре человеческой культуры; новые (геофизические, геохимические, аэрометоды), применяемые в физико- географических исследованиях с 30—50-х гг. XX в.; и новейшие (космические, математического моделирования, геоинформационные и др.), появившиеся в физической географии в 60 — 80-х гг. XX в.
Методы исследований динамичны. Каждый из них со временем приобретает новые черты. Набор применяемых методов существенно меняется на разных уровнях исследования — глобальном, региональном и локальном. Меняется он и при решении конкретных задач физико-географических исследований.
Своеобразным протоколом полевых наблюдений является карта фактического материала, дальнейший анализ которой позволяет создать первичную тематическую (специальную) карту. Легенда к карте представляет собой результат классификации изображенных на ней объектов. Таким образом, в создании тематической карты используется не только картографический, но и сравнительный метод, применение которого позволяет провести классификацию фактических данных, выявить определенные закономерности и на их основе выполнить генерализацию, т.е. перейти от конкретного к абстрактному, к формированию новых научных понятий.
На основе карты фактического материала может быть составлен целый ряд специальных карт (А. А. Видина, 1962), главной из которых служит ландшафтно-типологическая карта — итог полевого ландшафтного картографирования. Ландшафтная карта, представляющая собой уменьшенное генерализованное изображение ПТК на плоскости, — это, прежде всего, пространственная знаковая модель природных территориальных комплексов, полученная по определенным математическим законам. И как всякая модель она сама служит источником новой информации о ПТК. Картографический метод исследования как раз и направлен на получение и анализ этой информации с целью более глубокого познания объектов и явлений.
Источником информации в этом случае служит не сама объективная реальность, а ее картографическая модель. Результаты таких опосредованных наблюдений в виде разнообразных качественных или количественных данных фиксируются в виде словесного описания, таблиц, матриц, графиков и т.д. и служат материалом для выявления эмпирических закономерностей с помощью сравнительного, исторического, математических и логических методов.
Еще более широкие перспективы для изучения взаимосвязей и зависимостей между объектами, установления основных факторов их формирования и причин наблюдаемого размещения открываются при сопряженном изучении нескольких карт различного содержания. Сопоставляться могут карты одинакового содержания, но составленные и изданные в разное время, либо карты, составленные одновременно, но фиксирующие разные моменты времени (например, серия карт среднемесячных температур, серия палеогеографических карт и т.д.). Главная цель сравнения разновременных карт — изучение динамики и развития изображенных на них объектов и явлений. При этом большое значение имеют точность и достоверность сравниваемых карт.
Совершенствуются не только картографические методы и составляемые карты, но и методы их анализа. В недалеком прошлом основным и едва ли не единственным приемом анализа карт был визуальный анализ. Его результат — качественное описание объектов с некоторыми количественными характеристиками, которые могли быть прочтены с карты или оценены глазомерно и представлены в виде отдельных показателей, таблиц, графиков. Важно при этом не ограничиваться простым изложением фактов, а постараться вскрывать связи и причины, давать оценку изучаемым объектам. Затем появился и стал широко применяться графический анализ, который заключается в составлении по данным, полученным с карт, различных профилей, разрезов, графиков, диаграмм, блок-диаграмм и т.д. и дальнейшем их изучении. Графоаналитические приемы анализа карт (А. М.Берлянт, 1978) заключаются в измерении по картам количественных пространственных характеристик объектов: длин линий, площадей, углов и направлений. На основании результатов измерений рассчитываются разнообразные морфоаналитические показатели. Графоаналитические приемы часто называют картометрией, или картометрическим анализом.
Картографический метод исследования особенно широко используется на начальных этапах познания (при сборе и фиксации результатов наблюдений в природе и их систематизации), а также для отражения выявленных в процессе изучения эмпирических закономерностей и получения с готовых карт новой информации, переработка которой с помощью других методов позволяет не только получать новые эмпирические закономерности, но и формировать теорию науки. Картографирование результатов исследований — неотъемлемая часть комплексных физико-географических исследований.
Тема 5. Мировой океан как часть географической оболочки (6 часов).
Вопросы
1. Понятие «Мировой океан»
2.Физико-химические свойства вод мирового океана
3. Движение воды в мировом океане
Мировой океан — непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова. На Мировой океан приходится 361 млн. км2 или 70,8 % земной поверхности. Единая акватория Мирового океана включает в себя четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый и моря.
Океаны неравномерно распределены на Земле и сильно различаются по глубине. Местами океаны разделены только узкой полосой суши (например, Атлантический и Тихий - Панамским перешейком) или мелководными проливами (например, Беринговым — Северный Ледовитый и Тихий океаны). Подводным продолжением материков являются довольно мелководные континентальные шельфы, занимающие большие площади у берегов Северной Америки, восточной Азии и северной Австралии и полого спускающиеся по направлению к открытому океану. Край шельфа (бровка) обычно резко обрывается при переходе к континентальному склону. Континентальный склон обычно изрезан глубокими подводными каньонами, часто являющимися морским продолжением крупных речных долин. Ложе океана имеет неровную поверхность и представляет собой сочетание подводных плато ц горных хребтов, местами увенчанных вулканическими горами (плосковершинные подводные горы называются гайотами). В тропических морях подводные горы завершаются кольцеобразными коралловыми рифами, образующими атоллы.
Море — более или менее обособленная участками суши или возвышенностями подводного рельефа часть Мирового океана. По местоположению моря подразделяются окраинные — моря, расположенные на подводном продолжении материков, ограниченные с одной стороны сущей, с другой — островами;
внутренние — моря, глубоко вдающиеся в сущу подразделяются на межматериковые и внутриматериковые
межостровные — моря, расположенные внутри океана и ограниченные островами.
Для зоны взаимодействия суши и моря сформированы понятия:
береговая линия - некоторое пространство борьбы между литосферой, гидросферой и атмосферой, граница распространения воды на максимальном уровне (волнения, приливы);
берег - некоторая полоса, зона соприкосновения морских вод с сушей. В сторону суши берег простирается до береговой линии, или береговой черты;
побережье — полоса, идущая за береговой линией, которой присущи черты рельефа, созданные морем, или полоса, подверженная влиянию океана (моря).
В океанах и морях выделяют:
залив — часть океана, вдающаяся в сушу;
пролив — относительно узкая часть океана или Моря, разделяющая два участка суши и соединяющая два смежных водоема;
остров — небольшой по сравнению с материками участок суши, со всех сторон окруженный водой;
полуостров — часть суши, вдающаяся в океан или море.
Свойства океанических вод. Морская вода обладает рядом специфических особенностей. Она является универсальным растворителем: в ней способен растворяться любой химический элемент. Вода имеет наибольшую среди жидкостей теплоёмкость, больше тепла требуется и на её испарение.
Соленость воды определяется количеством солей, содержащихся в 1000 г морской воды, и исчисляется в промилле, %о . Промилле — суммарное содержание твердых растворенных частиц в 1 кг морской воды.
Основным компонентом морской воды является хлористый натрий, присутствуют также хлорид и сульфат магния, сульфат кальция, бромид натрия и др.
В различных частях океана солёность воды неодинакова. Она зависит: от количества пресной воды, приносимой реками и атмосферными осадками; от количества воды, испаряющейся с поверхности океана. Сильное испарение повышает солёность воды. Средняя соленость Мирового океана — 35 %о. У экватора солёность меньше средней (около 31 %о), т. к. в этих частях океанов в течение всего года выпадают сильные дожди, а испарение уменьшено в связи с большой влажностью воздуха и большим количеством облаков в этих широтах. Наибольшая солёность наблюдается на 20-30 широтах, соответствующих зонам пустынь на материках. Здесь постоянно дуют сухие ветры и происходит сильное испарение, почти совершенно отсутствуют облачный покров и осадки. Солёность морской воды в некоторых местах поднимается до 37,9 %о. В умеренных и холодных поясах солёность меньше, чем в жарком, в полярных областях она падает до 32-30 %о. В морях, соединённых с океаном широкими и глубокими проходами, солёность близка к солёности океана; во внутренних морях она может сильно колебаться. Наиболее солёную воду — 41 %о - имеет Красное море, лежащее в субтропических широтах между горячими пустынями Аравии и Северной Африки. Балтийское море, находящееся в умеренных широтах с большой облачностью и большим количеством осадков, получающее много пресной воды, имеет очень небольшую солёность. В западной части Балтийского моря солёность воды составляет 15 %о, а в Финском заливе падает до 1-2 %о.
Температура поверхностных вод Мирового океана в среднем составляет +17,5 °С. Самый теплый — Тихий океан (+19,4 °С), са- мый холодный — Северный Ледовитый (- 0,75 °С). Температура поверхностных вод зональна. Самые теплые воды отмечаются в экваториальных и тропических широтах, так, например, в Красном море температура поверхностных вод + 32 °С.
Температура на отдельных участках может отличаться, что связано с океаническими течениями. С глубиной температура падает, в придонных слоях мирового океана она составляет от +2 до - 2 °С.
Плотность океанических вод зависит от их температуры и солености. Повышенная концентрация солей увеличивает плотность океанических вод и определяет различия в расслоении и перемешивании океанических вод и вод суши. Воды разной плотности, как правило, не смешиваются и создают глубинные течения. Более плотные воды опускаются на дно, а менее плотные поднимаются на поверхность. Более соленая и плотная вода замерзает при более низких температурах, чем пресная. Замерзание морской воды при средней солености происходит при температуре -2 °С. Морской лед солоноватый, но соленость его в несколько раз меньше солености той воды, из которой он образовался.
Цвет морской воды колеблется между зелёным, голубым и ярко-синим. Он зависит от физических свойств воды. Более солёная и тёплая вода имеет более интенсивный голубой цвет, тогда как холодная и менее солёная - более зеленоватый. Над глубокими местами цвет воды голубой, над менее глубокими - зелёный. Синий цвет воды объясняется тем, что красные и оранжевые лучи спектра поглощаются преимущественно на незначительной глубине. Голубые и фиолетовые лучи проникают на большую глубину, а когда отражаются от поверхности, вода кажется синей. При незначительной глубине наряду с голубыми лучами отражаются также красные и оранжевые лучи, дающие совместно зелёный цвет.
Движение воды в океанах и морях бывает трёх видов:
Волны — движения, при которых частицы воды колеблются около некоторой точки равновесия вверх - вниз, вправо - влево, а в горизонтальном направлении распространяется лишь форма движения.
Течения — движения, связанные с горизонтальным переносом воды из одного места океана в другое.
Приливы и отливы — периодические колебания уровня моря, возникающие под действием сил притяжения Луны и Солнца. Фазы подъема и спада называют соответственно приливами и отливами.
Волны представляют собой периодические колебания частиц воды около положения их равновесия (вверх и вниз от среднего уровня). Эти колебания объясняются нарушением равновесия водной поверхности под воздействием внешних сил (например ветра) и способностью воды восстанавливать нарушенное равновесие.
Причинами волнообразования являются: а) ветер, возбуждающий ветровые волны; б) приливы, вызывающие длинные приливные волны; в) изменения атмосферного давления, создающие стоячие волны - сейгищ г) землетрясения и извержения вулканов, вызывающие особо длинные волны - цунами.
Классификация волн. Волны, образованные на поверхности и в самом верхнем слое, называются поверхностными, в отличие от внутренних (глубинных) волн, возникающих на некоторой глубине и не заметных на поверхности моря.
Волны, существующие под непосредственным воздействием вызывающих их сил, называются вынужденными, а волны, продолжающие существовать по инерции и после того, как вызывающая их сила прекратила своё действие, называются свободными волнами.
Различают поступательные и стоячие волны. У поступательных волн (например ветровых) существует видимое перемещение формы волны; у стоячих волн (типа сейш) такого перемещения нет. Классификации морских течений.
По происхождению: плотностные (градиентные), дрейфовые и ветровые, сточные (стоковые), бароградиентные, приливно- отливные, компенсационные.
По продолжительности или устойчивости:
постоянные, идущие из года в год в одном и том же направлении с некоторой средней скоростью;
временные течения, вызываемые переходящими причинами и изменяющие своё направление и скорость в зависимости от времени действия и величины образующей силы;
периодические, меняющие своё направление и скорость в соответствии с периодом и величиной приливообразующих сил.
По физико-химическим характеристикам: солёные и пресные, тёплые и холодные.
|
