19. Земята като Планета. Геосфери на Земята

Атмосфера – състав, строеж и топлинен режим

1. Състав на въздуха:
   1. Постоянни газове: азот (78%), кислород (21%), аргон (0,96%) и други газове (0,04%).
   2. Променливи съставки: въглероден диоксид, водни пари, прах и микроорганизми.
2. Вертикален строеж (слоеве):
   1. Тропосфера – приземен слой (7–8 km над полюсите, 17–18 km над Екватора); съдържа 4/5 от масата на въздуха; определя времето; температурата намалява във височина.
   2. Стратосфера – достига до 55–60 km; съдържа озоновия слой (около 20–25 km), който поглъща вредните ултравиолетови лъчи; температурата се повишава във височина.
   3. Мезосфера – до около 80 km; температурата рязко спада до -80°C.
   4. Термосфера (йоносфера) – от 80 до 800 km; силна йонизация на газовете и рязко покачване на температурата.
   5. Екзосфера – най-външният, преходен слой към Космоса.
3. Топлинен режим и радиационен баланс:
   1. Слънчева постоянна – количеството слънчева радиация на горната граница на атмосферата (100%).
   2. Разпределение на радиацията: 35% се отразява обратно в Космоса, 23% се разсейва, 15% се поглъща от атмосферата, а до земната повърхност достигат 27% (пряка) + 16% (разсеяна) = 43% (сумарна радиация).
   3. Радиационен баланс – разликата между притока на слънчева радиация към земната повърхност и излъчената от нея топлина обратно в атмосферата.
   4. Температурни явления:
      1. Вертикален температурен градиент – понижение на температурата средно с 0,5–0,6°C на всеки 100 m височина (до 1°C при чист въздух).
      2. Инверсия – нетипично повишаване на температурата във височина; води до задържане на студен въздух, мъгли и смог в котловини и долини.
      3. Изотерми – линии върху карта, свързващи точки с еднаква температура.

Влажност, валежи и атмосферна циркулация

1. Влажност и облаци:
   1. Абсолютна влажност – реалната маса на водните пари в грамове в $1\text{ m}^3$ въздух.
   2. Относителна влажност – процентното отношение между наличното количество водна пара и максимално възможното за насищане при дадената температура.
   3. Кондензация и форми – преминаване на пари в течно състояние при достигане на 100% влажност и охлаждане (образуват се облаци, мъгли, роса); сублимация – директно превръщане на парата в лед (слана, перести облаци).
   4. Изохиети – линии върху карта, свързващи точки с еднакво количество валежи.
2. Атмосферно налягане и обща циркулация:
   1. Атмосферно налягане – натискът на въздушния стълб върху повърхността; намалява при затопляне и расте при изстиване; изобразява се с изобари.
   2. Ветрове:
      1. Постоянни: пасати (духат от тропиците към Екватора) и антипасати (духат във височина от Екватора към тропиците).
      2. Периодични: мусони (сезонни ветрове – летен влажен и зимен сух) и бризи (денонощни ветрове по морските брегове).
      3. Местни: фьон, бора, планинско-долинни.
3. Барични системи и фронтове:
   1. Въздушни маси – големи обеми въздух с еднородни свойства (екваториални, тропични, умерени, арктични/антарктични; морски и континентални).
   2. Атмосферни фронтове:
      1. Топъл фронт – топъл въздух се надхлъзва над студен; води до слоеста облачност и продължителни валежи.
      2. Студен фронт – студен въздух се вклинява под топъл; води до кълбесто-дъждовна облачност, бури и краткотрайни проливни валежи.
      3. Оклузионен фронт – студен въздух застига друг хладен въздух и изтласква топлия високо в атмосферата.
   3. Циклон – област с ниско налягане в центъра, възходящо вихрово движение на въздуха (обратно на часовниковата стрелка в Северното полукълбо); носи динамично, облачно и дъждовно време.
   4. Антициклон – област с високо налягане в центъра, низходящо движение на въздуха (по посока на часовниковата стрелка в Северното полукълбо); носи ясно, сухо и тихо време.
   5. Синоптична карта – специализирана карта, изобразяваща текущото състояние на атмосферата чрез изобари, фронтове и условни знаци за прогнозиране на времето.

Климат, климатични пояси и глобални промени

1. Климатообразуващи фактори:
   1. Радиационни – слънчева радиация и географска ширина (определят ъгъла на слънчевите лъчи).
   2. Циркулационни – въздушни маси, фронтове, циклони и антициклони, постоянни ветрове.
   3. Природногеографски – постилаща повърхност (суша/вода), океански течения, релеф, надморска височина (вертикална поясност).
   4. Антропогенни – дейности на човека, водещи до парниковия ефект и киселинни дъждове.
2. Класификация на климатичните пояси:
   1. Основни пояси (целогодишно господство на един тип въздушна маса): екваториален, 2 тропични, 2 умерени, 2 полярни (арктичен и антарктичен).
   2. Преходни пояси (сезонна смяна на въздушни маси): 2 субекваториални, 2 субтропични (напр. средиземноморски климат), 2 субполярни.
   3. Планинска климатична област – специфичен климат във високите части на планините.
3. Екологични проблеми на атмосферата:
   1. Веществено замърсяване – отделяне на серен диоксид и азотни оксиди, формиращи киселинни дъждове.
   2. Енергийно замърсяване – топлинно замърсяване на въздуха и водите от индустриални производства.
   3. Парников ефект – повишаване на концентрацията на въглероден диоксид и метан, задържащи топлинното излъчване на Земята (глобално затопляне).
   4. Озонови дупки – разрушаване на стратосферния озонов слой под въздействие на фреони и индустриални химикали.

Хидросфера – Световен океан

1. Общи характеристики и подводен релеф:
   1. Хидросферата заема 71% от повърхността на Земята; водата осъществява непрекъснат кръговрат.
   2. Основни форми на подводния релеф:
      1. Шелф – крайбрежна плитка зона с дълбочина до 200 m.
      2. Континентален склон – стръмен подводен преход от шелфа до около 2500 m.
      3. Океанско дъно (легло) – заема по-голямата част от Световния океан; включва подводни котловини, хребети и дълбоководни падини.
   3. Изобати – линии върху карта, свързващи точки с еднаква дълбочина.
2. Свойства на морската вода:
   1. Температура – нагрява се повърхностно (до 25 m); под 2000 m дълбочина водата в Световния океан е почти константно под 3°C.
   2. Соленост – общо количество разтворени минерални соли в 1000 g вода (средна соленост: 35‰; ниска в Черно море – 18‰; висока в Червено море – 42‰).
3. Движения на водата в Световния океан:
   1. Вълни – колебателни движения (ветрови, сеизмични/вулканични – цунами); елементи: гребен, основа, височина и дължина.
   2. Приливи и отливи – периодични колебания на морското ниво, породени от гравитационното привличане на Луната и Слънцето и центробежните сили.
   3. Морски течения – постъпателни движения на големи водни маси:
      1. По произход: ветрови и компенсационни.
      2. По температура: топли (носят води от ниски към високи ширини; затоплят и овлажняват климата) и студени (носят води от високи към ниски ширини; охлаждат и изсушават климата).

Води на сушата

1. Подземни води:
   1. Формират се чрез просмукване (инфилтрация) на валежни, снежни и речни води над водонепропускливи пластове.
   2. Видове подземни води:
      1. Грунтови – в първия водоносен пласт под земната повърхност.
      2. Артезиански – напорни води, разположени между два водонепропускливи пласта.
      3. Карстови – формират се във варовикови кухини, пещери и пукнатини.
      4. Минерални – извират от голяма дълбочина, с повишена минерализация и лечебни свойства (термалните извори са с температура над 20°C; при периодично изригване се наричат гейзери).
2. Езера и блата:
   1. Езера – естествени понижения на земната повърхност, запълнени с вода:
      1. Според произхода: тектонски (Байкал, Танганика), крайречни (старици), крайморски (лагуни и лимани), ледникови (рилски и пирински езера).
      2. Според водния режим: отточни (от тях изтича река) и безотточни (без отток, често солени, напр. Каспийско море).
   2. Блата – силно овлажнени участъци със застояла вода и влаголюбива растителност; при гниене се образува торф.
3. Ледници:
   1. Маса от прекристализирал сняг (фирн), превърнат в пластичен глетчерен лед над снежната линия.
   2. Типове ледници:
      1. Континентални – огромни ледени щитове (Антарктида, Гренландия), раждащи айсберги.
      2. Планински (долинни) – ледени езици, спускащи се по планински долини над снежната граница.
4. Реки:
   1. Хидрографски елементи:
      1. Речно легло – коритото, запълнено с вода.
      2. Речно ниво – височината на водната повърхност.
      3. Живо сечение – напречното сечение на водния поток между леглото и нивото.
      4. Водно количество ($Q$) – обемът вода, протичащ през живото сечение за $1\text{ s}$ ($\text{m}^3/\text{s}$).
      5. Речен отток – средното водно количество за определен период (ден, месец, година).
   2. Речно подхранване: дъждовно, снежно, ледниково, подземно и смесено (дъждовно-снежно или снежно-дъждовно).
   3. Речен режим – закономерните сезонни колебания на водното количество (периоди на пълноводие и маловодие).