Где проходят их границы

Понятие географической границы нелегко определить. Вообще–то понятно, что граница – это линия, разделяющая чем–нибудь отличающиеся друг от друга районы. Например, довольно легко провести границы стран (конечно, если обе страны согласны это сделать) или обозначить границу водоема – океана, например. Но уже здесь возникают трудности – ведь в океанах бывают приливы и отливы, а значит, вода то наступает, то отступает.

Границы Арктики

И значит, надо договариваться, по какой же из линий – прилива или отлива – проводить границу. Еще сложнее проводить границы географических районов. Они и в самом деле существуют, и если мы попадаем в полярную пустыню, мы легко и уверенно отличим ее от тайги или тундры – по характеру растительности, например. Однако далеко не всегда можно найти линию, стоя на которой мы смогли бы уверенно сказать: по эту сторону от нас – тайга, а по ту – тундра. Дело в том, что таких линий почти нет на свете. Границы между разными районами обычно расплывчаты и постепенны. Иногда приходится даже выделять целые пограничные области – «ни то ни се». Или, может быть, вернее сказать «и то и се»: лесотундра, лесостепь, полупустыня.

Но проводить границы нужно. Иначе трудно: мы собираемся, например, говорить об Арктике и Антарктике. Важнейшие их особенности – холодный, суровый климат и льды. Льды на земле и под землей, льды на воде и даже под водой.

Но и климат становится теплее, и количество льдов уменьшается постепенно, по мере того, как мы удаляемся от полюсов. На горе Килиманджаро, в Африке, почти на самом экваторе, тоже холодно и лед никогда не тает. Так что же – и Африку включить в пределы Арктики или Антарктики? Наверное, все–таки, нет!

Изменение положений границ

Как же быть? Договориться. И постараться соблюсти условия договора. Так мы и поступим.

Границы материка Антарктиды отчетливы. Она со всех сторон окружена океаном, и береговая линия – это и есть ее граница. Правда, по большей части – это не граница океана и материка, а граница воды и льда. И поскольку лед тает и обламывается, положение границы все время меняется. Но не сильно. Что же касается границ Антарктики, то есть южной полярной области Земли, то здесь возможны разные точки зрения.

Например, вокруг всего материка проходит циркумполярное (« вокругполюсное ») течение, порожденное западными ветрами. Воды этого течения, охлаждаемые Антарктидой, имеют много черт, отличающих их от вод других океанов. Это дает даже основания говорить о существовании Южного океана. Хотя это название впервые прозвучало в трудах голландского географа Б. Варениуса еще в 1650 году, оно не прижилось и используется редко. Но течение существует, и его влияние на жизнь в океанах, окружающих Антарктиду, очень велико. Так что границы Антарктики мы проведем именно по нему.

Хотя можно было бы поступить и по–другому. Например, провести границу по полярному кругу, то есть по линиям 66°33’ северной и южной широты. В этом случае площадь Антарктики составит примерно 20 миллионов квадратных километров. И у этой границы (ее можно назвать астрономической) есть резон: полярный круг – это граница, отделяющая области, где есть полярные дни и ночи, от областей, где их не бывает; кроме того, такую границу довольно легко найти и на карте, и на местности.

С Арктикой дело обстоит сложнее – ведь в центре ее нет материка. Можно поступить с ней, как и с Антарктикой, проведя границу по северному полярному кругу.

Но лучше (с точки зрения географии) избрать другой способ и воспользоваться важной географической характеристикой – температурой воздуха. Этот способ заключается в том, что мы измеряем температуру атмосферного воздуха. Мы можем нанести на карту значения средних месячных температур воздуха в разных точках. Затем – соединить линиями точки с равными значениями. Такие линии называют изотермами. Некоторые из них представляют собой линии, с которыми связаны изменения в географии Земли. Например, в растительности. Применительно к полярной области – там, где происходит смена лесной зоны зоной безлесной, где деревьям слишком холодно. А происходит она примерно на линии изотермы +10°С для июля.

Таким образом, мы можем провести географическую границу Арктики по изотерме.

Но и эта граница устраивает нас не полностью. Поскольку температура – далеко не единственная характеристика окружающей нас природы. И для живых организмов важна, например, скорость ветра. Чем она выше, тем быстрее остывают, отдают тепло живые организмы. И на сильном ветру порой даже слабый мороз оказывается гибельным, а в безветренную погоду и страшные морозы довольно спокойно переносятся и животными, и растениями. Или высота над уровнем моря – она тоже влияет на жизнь растений и животных.

Поэтому изотермы могут не совпадать (обычно так и происходит) с границами разных типов растительности. А вот они–то и для людей, и для звере:.: гораздо важнее всех прочих. Поэтому третий способ определения границ, его можно назвать экологическим, заключается в том, что границей Арктики мы считаем южную границу тундры. В этих, экологических, границах Арктика занимает почти 30 миллионов квадратных километров.

Экологической границей мы и будем пользоваться в этой книжке. С ней тоже связаны некоторые проблемы – например ясно, что граница леса и тундры существует только на суше. Но в морях отчетливых границ не бывает, поэтому водную часть границы мы проведем, отметив границу распространения плавучих льдов – очень характерных для полярных районов. Не случа 'но ведь океан, занимающий центральную часть Арктики, назван в их честь Северным Ледовитым.

Адреса на нланете

Говоря о полярных кругах, мы сказали, что это линии 66 33’ северной или южной широты. Но что это значит? Поскольку нам и дальше придется использовать такие обозначения, хорошо бы в этом разобраться.

Пока люди обживали и исследовали небольшие территории, для определения своего местонахождения они могли обойтись простыми средствами: достаточно сказать «двумя днями пути выше по течению реки или на дальней опушке» – и адрес дан. Но как только территория становится крупнее, приходится изобретать другие способы, более сложные.

Легко придумать систему адресов для плоской поверхности – как это сделано, например, для шахматной доски. Она разделена на строки и столбцы, пересечение которых образует клетки. Каждому столбцу и каждой строке присвоено имя (в шахматах – цифра и буква), и указание двух таких имен позволяет по 1 ять, о пересечении какой строки с каким столбцом, то есть о какой клетке идет речь. Мы говорим g7 или d5, и всем ясно, какие клетки (поля доски) имеются в виду. То же самое – и при игре в морской бой.

На шарообразной Земле дать месту адрес не так просто. Но в основе – тот же принцип, что и на шахматной доске. Имя точке на поверхности планеты дается по названию линий, на пересечении которых эта точка находится.

Используемые для этой цели линии называют координатными (от латинского со – вместе, ordinatus – упорядоченный), а записанный таким образом адрес – географическими координатами точки.

В основу существующей системы координатных линий положены две выделенные точки земного шара – его географические полюса. На земном шаре проводятся (мысленно, конечно) линии, проходящие от полюса до полюса по кратчайшему пути. Эти линии названы меридианами (от латинского Meridianus – полуденный), или линиями географической долготы. Название «меридиан» связано с тем, что в полдень тень, отбрасываемая предметом, вытянута строго в направлении с севера на юг (то есть по линии, проходящей от полюса до полюса). Меридиан можно провести через любую точку на поверхности планеты.

Далее, проводят (тоже мысленно) экватор (от латинского aequator – равный) – линию, равноудаленную от обоих полюсов. А параллельно ему – линии географической широты, или параллели (от греческого parallelos – «рядом идущий»). Так же, как меридиан, параллель можно провести через любую точку земной поверхности.

Теперь каждая точка на Земле может быть обозначена как перекресток параллели и меридиана. Дело за малым – придумать имена каждо1 : из координатных линий.

Справились с этой проблемой следующим образом. Окружность экватора разделили на 360 равных частей. Каждую часть назвали «градус», хотя эта единица не имеет ничего общего с градусами температуры. На самом деле этот градус – не расстояние, а угол, образованны^ двумя радиусами, отделяющими 1/360 часть окружности. Через каждую градусную точку – как и любую другую – можно провести меридиан.

Выбрав среди меридианов какой–нибудь один (безразлично, како^ именно), назовем его нулевым, или начальным. Ка почти всех современных картах (в том числе и российских) начальным считается меридиан, проходящий через обсерваторию в Гринвиче, вблизи Лондона. А до этого в России им был назначен меридиан, проходящий через Пулковскую обсерваторию, вблизи Санкт–Петербурга.

И в обе стороны от нулевого будем отсчитывать меридианы, обозначая их номером градуса и указывая направление счета (к востоку или к западу от начального меридиана).

Карта меридианов и параллелей

Обойдя (в любом направлении) пол–Земли, мы доберемся до меридиана 180–го градуса. А остальные меридианы, проходящие через градусные точки, будут обозначаться, например, как меридиан 37–го градуса к востоку от гринвичского. Чтобы запись была короче, слово «градус» заменили значком (°) – опять–таки, как у температуры. И имя того же меридиана мозкет быть записано так: 37° в.д. (восточной долготы).

Но градусных точек всего 360, и легко сосчитать, что при длине экватора около 40.000 км расстояние между соседними такими точками составит (на акваторе) больше 100 километров. Не особенно точен такой адрес! Чтобы уточнить его, каждый градус поделили на шестьдесят частей, назвав каждую минутой (без всякой связи со временем, разве что каждый градус делится на 60 частей подобно часу) и обозначив штрихом (').

К примеру, более точное обозначение географической долготы центра Москвы выглядит так: 37°12'в.д. Если же нужна еще более высокая точность, пользуются тем же приемом, разбивая каждую минуту на 60 частей, называемых секундами и обозначаемых двойным штрихом ("). Запись такая: 37 12’10"в.д. На практике секундами пользуются редко.

С параллелями поступают сходным образом. Экватор назначен «нулевой параллелью», а остальные обозначают с помощью градусов, минут и секунд – опять–таки в две стороны, к югу и к северу от экватора. Например, географическая широта центра Москвы 55 45' с.ш. (северной широты).

Таким образом, полный адрес точки на земной поверхности состоит из четырех частей. Например, 37°12' в.д., 55°45' с.ш. (Красная площадь в Москве).

Вероятно, это не самая простая из возможных систем. Например, артиллеристы в сходной ситуации поделили окружность не на 360, а затем еще на 60, а сразу на 1000 частей, и называют их тысячные.

Но та система, которую мы описали, принята во всем мире, и пользуются ею много лет. Так что и в будущем она, видимо, сохранится.

А географические координаты географических полюсов Земли записываются проще, чем у других точек. 90° северной или южной широты – и мы имеем дело с Северным или Южным полюсом. Долготу при этом не обозначают: ведь на полюсах сходятся все меридианы.

Земля и космос

Наша Земля – одна из планет Солнечной системы. То есть большое шарообразное тело, вращающееся вокруг Солнца. Ну и что? Какое отношение это имеет к Арктике с Антарктикой? Оказывается, самое прямое. Именно особенностями нашей планеты и ее движения в космосе объясняются географические черты полярных (и всех остальных) районов. Если бы эти особенности были другими, то и география была бы иной. Например, если бы Земля вращалась вокруг своей оси подобно Меркурию, сутки оказались бы почти равны году. А если бы ось ее вращения была повернута, как у Нептуна, смена времен года происходила бы совсем не так, как сейчас. А если бы она была ближе к Солнцу (как, например, Венера), на ней было бы очень жарко. А если бы далеко (как Плутон) – холодно.

Кроме того, у Земли есть спутник, то есть такое же шарообразное тело, как и она сама, только поменьше, вращающееся вокруг нее. А если бы у нас была не одна Луна, а две (как у Марса), или два десятка (как у Юпитера), или она была бы не шаром, а кольцом (как у Сатурна)? Неужели ничего бы не изменилось? Конечно, изменилось бы. Например, приливы и отливы в океанах происходили бы совсем не так. как сейчас.

А еще в космосе много разных небесных тел помельче, чем планеты и их спутники: астероидов, комет, мелких метеоритов и еще более мелких частиц. И это тоже важно. Если бы не они, не было бы ни полярных сияний, ни чего–нибудь гораздо более важного.

Земля связана с Солнцем множеством связей. Ясных и неясных, понятных и непонятных. Но, пожалуй, важнее всего то, что Солнце освещает и согревает нашу планету. Конечно, внутри планеты тоже есть тепло, и оно доходит до нас. Но его в тысячу раз меньше, чем солнечного. Свет и тепло достаются не всей поверхности Земли поровну. И это неравенство – главная причина различий географических обстановок на планете. В том числе и в Арктике и в Антарктике. А дело вот в чем.

Земля вращается вокруг Солнца так же, как и другие планеты Солнечной системы: по эллиптической орбите (эллипс напоминает слегка сплющенную окружность). Полный об эр от занимает один звездный год – 365 суток 6 часов 9 минут 9,6 секунды. Длина земной орбиты – 940 миллионов километров, и легко сосчитать, что Земля летит сквозь космос со скоростью 29,8 километра в секунду!

Поскольку орбита слегка вытянута, расстояние от Земли до Солнца не остается постоянным, а изменяется в течение года. В самой удаленной от Солнца точке орбиты (в афелии), которую Земля проходит 5 июля, оно составляет 152 миллиона километров. В самой близкой точке орбиты (в перигелии), которую Земля проходит 3 января – 147 миллионов.

Для землян очень важно то, что ось вращения Земли не меняет своего положения в течение всего года и всегда наклонена по отношению к плоскости земной орбиты, потому что этот наклон определяет смену времен года. Если бы не он, наш год был бы устроен иначе – как на Нептуне, или на Меркурии, или как–нибудь еще. Он же определяет и изменение продолжительности дня и ночи в течение года.

Астрономическое лето начинается в Северном полушарии 22 июня (в день летнего солнцестояния). В этот же день начинается астрономическая зима в Южном полушарии. Ось Земли наклонена северным концом к Солнцу, и солнечные лучи падают отвесно на точки земной поверхности, расположенные на 28“27’ с.ш. – на северном тропике (тропике Рака). В этот день широты, расположенные севернее 66‘33 с.ш. (за полярным кругом) оказываются на освещенной стороне планеты, и солнце здесь не опускается за горизонт сутки напролет – наступает полярный день. Северное полушарие при этом получает максимальное за год количество солнечного света и "тепла.

В Южном полушарии в это время – все наоборот. За полярным кругом – полярная ночь, между полярным кругом и экватором – день короче ночи.

Перемещаясь по орбите, 22–23 сентября ось вращения Земли занимает такое положение, при котором граница между освещенной и неосвещенной половинами планеты проходит через географические полюса, и день равен ночи на всей Земле. Солнце стоит в зените над экватором (зенит – это точка в небе прямо над головой наблюдателя), и оба полушария получают поровну солнечного света. Это – день осеннего равноденствия. Этот день – начало астрономической осени в Северном полушарии и астрономической весны – в Южном.

Орбита и ось вращения Земли

Еще через четверть года, 22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Земля оказывается обращенной к Солнцу Южным полушарием. Солнце в этот день стоит в зените над 23 27 ю.ш.. – южным тропиком (тропиком Козерога). Начинается астрономическое лето в Южном полушарии и астрономическая зима – в Северном.

В день весеннего равноденствия – 21–22 марта – Солнце освещает Землю так же, как и 23 сентября. Начинается астрономическая весна Северного полушария и астрономическая осень – Южного.

Существенно и то, что Земля движется по орбите не с постоянной скоростью, а тем быстрее, чем ближе к Солнцу находится. В перигелии ее орбитальная скорость составляет 30,3 км/с, а в афелии – 29,3 км/с. Афелий

Земля проходит летом Северного полушария, перигелий – Южного. Поэтому лето Северного полушария – самое длинное из времен года (93,6 суток). Весна в Северном полушарии продолжается 92,8 суток, осень – 89,8, зима – 89,0 суток.

Но почему же на полюсах холодно? Потому, что степень прогрева Земли солнечными лучами зависит не только от освещенности планеты. Если бы было так, то за полярный день полярный район нагревался бы сильнее всех других районов. Но в действительности на полюсах холодно! А дело в том, что важно, под каким углом солнечные лучи падают на поверхность планеты. Если солнце находится в зените (прямо над головой), то его лучи приходят к наблюдателю под прямым углом – отвесно.

И в этой точке они нагревают Землю сильнее всего. Но чгм дальше от зенита находится солнце, то эсть чем острее угол падения его лучей, тем слабее нагревается поверхность. Это явление легко обнаружить без всяких приборов: рано утром или поздно вечером, когда солнце дальше всего от точки зенита, не бывает жарко даже в ясные летние дни.

Так вот, солнце бывает в зените не над всей Земле , а лишь над экваториальной областью и ее окрестностями. Границы этих окрестностей – линии тропиков, над которыми солнце бывает в зените лишь один раз в год.

А за линиями тропиков оно не бывает в зените вообще никогда,

И над обоим и полюсами Земли солнце даже в середине полярного дня находится очень далеко от зенита, располагаясь низко над горизонтом. И греет очень слабо даже в середине лета, не говоря уже о зиме. Именно поэтому здесь всегда, даже летом, так холодно.

День + ночь = год?

Итак, в тот день (22 июня), когда солнце стоит в зените над тропиком Рака, его лучи почти «не достают» до земной поверхности на Южном полярном круге. Они «проскальзывают» в небе над головой наблюдателя: Солнце лишь наполовину «высовывается» из–за линии горизонта, но не поднимается над ней. В Южном полушарии – середина зимы, на южном полярном круге – полярная ночь, дляшаяся целые сутки. А если мы находимся за полярным кругом, то есть между ним и Южным полюсом, то полярная ночь уже наступила, и день летнего солнцестояния – ее середина. При этом чем ближе к полюсу, тем дольше она длится.

Н$ самом полюсе – целых полгода. В Северном полушарии наоборот, этот день – середина полярного дня, и на Северном пот лярном круге солнце целые сутки не опускается за горизонт (хотя вплотную к нему подходит). Через полгода картина меняется на обратную.

А если мы находимся не. на полярном круге и тем более не за ним, а ближе к экватору? Полярного дня или полярной ночи здесь не бывает. Но в середине лета наступает время, когда солнце прячется за горизонт совсем ненадолго, и чем ближе мы к полярному кругу, тем короче этот отрезок времени. То есть день еще не i олярный, круглосуточный, но уже очень длинный. А поскольку день и ночь для нас – не только астрономические понятия (связанные с тем, где – выше или ниже горизонта находится Солнцев, но еще и время сна и бодрствования, то существует в обиходе понятие «белые ночи». Это – астрономический день, но время спать. Поэтому – ночь. Таковы, например, знаменитые Санкт–Петербургские белые ночи. Есть они, конечно, везде – в близких к полярным кругам ра онах обоих полушарий.

А еще для полярников, месяцами не видящих солнца, очень важны сумерки – темное, но и не светлое время суток, время перехода от дня к ночи и наоборот. Их существование связано с тем, что даже тогда, когда солнце уже опустилось за горизонт, его лучи все еще видны в небе над головой, хотя и не касаются уже земной поверхности. Но продолжают освещать ее.

И только тогда, когда кончаются сумерки, исчезают последние солнечные лучи и темно становится по–настоящему. Й если говорить о полярной ночи без сумерек, то бывает она на довольно ограниченной территории – в кругах радиусом примерно 600 километров с центрами в точках географических полюсов.