физико-географические , наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки. Каждому П. ф.-г. свойственны особый режим тепла и влаги, свои воздушные массы, особенности их циркуляции и как следствие этого своеобразная выраженность и ритмика биогеохимических и геоморфологических процессов, вегетации растительности, миграции животных, круговорот веществ и др. В зависимости от климатических факторов, главным образом соотношения тепла и влаги, от сезона к сезону внутри каждого П. ф.-г. выделяются сектора и географические зоны . Смена поясов, секторов, широтных и вертикальных зон происходит от экватора к полюсам и от подножий гор к их вершинам (уменьшение тепла), а также от стационарных областей низкого атмосферного давления с фронтально-циклонической активностью и обильными осадками к областям с высоким атмосферным давлением, где господствуют антициклональное состояние погоды и аридные ландшафты. Для сопоставления тепла и влаги используются различные показатели температуры и осадков или радиационного баланса и коэффициента увлажнения (или сухости), выведенного из отношения количества тепла и средней годовой суммы осадков. Для выяснения гидротермических условий дифференциации ландшафтов предпочтительнее использовать отношение валового (продуктивного) увлажнения W (за год в мм )к радиационному балансу R (в ккал/см2 ×год). При гидротермическом коэффициенте (ГТК) больше 10 развиваются лесные ландшафты, менее 7 - травянисто-кустарниковые ландшафты, в диапазоне ГТК от 7 до 10 располагаются переходные ландшафты (см. табл.). Эта закономерность проявляется во всех П. ф.-г., кроме полярных, субарктических и субантарктических; в последних прежде всего ощущается острый недостаток тепла (R ниже 20 ккал/см2 ×год) и различия в увлажнении отступают на второй план.
Гидротермические показатели основных типов ландшафтов (по А. М. Рябчикову)
ГТК
Основные зональные типы ландшафта
Меньше 2
Пустыни
2-4
Полупустыни
4-7
Сухие саванны, степи, субтропические и тропические кустарники
7-10
Саванны, прерии, лесостепи, тропические редколесья
10-13
Тайга, смешанные и широколиственные леса, субъэкваториальные и тропические муссонные леса, лесосаванны, субтропические леса с летним и зимним увлажнением
13-20
Гилеи (и экваториальные болота), постоянно влажные леса, гемилеи, лесотундры, тундры и полярные пустыни
На суше выделяют: 1 экваториальный пояс и по 2 субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субполярных (субарктический и субантарктический), полярных (арктический и антарктический) (см. карту ).
Аналогичные географические пояса прослеживаются и в Мировом океане (хотя там они обычно выражены менее отчётливо вследствие подвижности водной массы), причём их положение определяется: теплом, испарением, облачностью, солёностью и плотностью воды, которые в основном являются функцией радиационного баланса; господствующими ветрами и морскими течениями; вертикальной циркуляцией воды, содержанием в ней кислорода, планктона и высших организмов. Обычно эти условия изменяются с широтой постепенно, а морские течения в соответствии с силой Кориолиса и очертаниями берегов выходят за пределы поясов господствующих ветров и оказывают существенное влияние на характеристики др. поясов, Поэтому для определения границ географических поясов в океане более важное значение имеют природные рубежи: линии конвергенции (сходимости) основных водных масс, кромки многолетних (летом) и сезонных (зимой) льдов в приполярных областях, широтные оси центров высокого и низкого давлений.
Экваториальный пояс суши характеризуется высоким радиационным балансом - от 70 до 90 ккал/см2 ×год. Средние месячные температуры воздуха на уровне моря колеблются от 24 до 27 |С. Валовое увлажнение (т. е. осадки минус поверхностный сток) 1400 мм в год; гидротермический коэффициент достигает 20 . Сезонная ритмика не выражена. Речная сеть густая, реки постоянно многоводны. Грунтовые воды ультрапресные и лежат близко к дневной поверхности. Биогеохимические процессы исключительно интенсивны круглый год, что проявляется в образовании мощной коры выветривания, особых типов почв и растительности. Зона экваториальных лесов (гилей) характеризуется богатством флористического состава и высокой продукцией фитомассы (40-50 т/га сухого вещества). Растительный опад полностью минерализуется. Развиваются красно-жёлтые ферраллитные и заболоченные почвы. В животном мире преобладают растительноядные формы, ограничено число хищников, отмечается обилие птиц, пресмыкающихся и насекомых.
В океанических районах экваториального пояса радиационный баланс в среднем равен 115 ккал/см2 ×год. Господствует экваториальный воздух, большая облачность, обильны конвективные и фронтальные дожди (осадков свыше 2000 мм в год). Средняя месячная температура воздуха 28 |С. Влажный воздух затрудняет испарение. Температура воды достигает 27-28 |С. Поверхностные воды имеют солёность несколько ниже среднеокеанической (35+) - около 34+. В зоне пассатной конвергенции при восточном переносе воздуха в экваториальном поясе возникает компенсационное западное противотечение. На границах с тропическими поясами значительна турбулентность воды, что способствует её обогащению кислородом. Фауна исключительно разнообразна (до 40 тыс. видов) и довольно обильна по количеству (зоопланктона более 100 мг/м3 ) . В экваториальном, субэкваториальных и тропических поясах при температуре воды выше 18,5 |С на глубине до 30-45 м развиваются коралловые постройки.
В субэкваториальных поясах суши происходит сезонная смена сухого тропического (пассат) и влажного экваториального (муссон) воздуха при постоянно высоких температурах. Радиационный баланс 70-75, а на побережьях до 80 ккал/см2 ×год. Реки сезонно многоводны, интенсивный склоновый сток, сильная эрозия.
При гидротермическом коэффициенте, равном 10, на красных альферритных почвах развиваются лесосаванны и высокотравные саванны, при 10-13 - на ферраллитных почвах муссонные леса, при 7-10- типичные саванны на красно-бурых почвах, ниже 7 - сухие саванны на красновато-бурых почвах. Годовая продукция растительности в муссонных лесах 20-35 т/га, в типичных саваннах 12 т/га, в сухих саваннах 5-7 т/га сухого вещества. Ныне более половины территории муссонных лесов и саванн распахано и застроено. В составе животного мира наиболее характерны жвачные парнокопытные, хищные, грызуны, термиты, двукрылые и перепончатокрылые насекомые.
В океанических районах субэкваториальных поясов радиационный баланс в среднем 120 (местами до 140) ккал/см2 ×год. Устойчивые пассаты вызывают восточные пассатные течения. В западных частях океанов экваториальный пояс воздушной и водной конвергенции летом Северного полушария разрывается. Южный пассат и Южное пассатное течение перетекают в Северное полушарие, утепляя его и усиливая муссон. Средняя температура воды 25 |С. Слабое вертикальное перемешивание воды определяет недостаток в ней кислорода и низкое содержание планктона (зоопланктона 50-70 мг/м3 ) . Солёность воды близка к нормальной. При разрыве экваториального пояса и конвергенции пассатов обоих полушарий возникает внутритропический фронт с циклонической деятельностью и штормами.
Для тропических поясов суши характерны пустынные и полупустынные ландшафты. Только восточные секторы материков заняты влажными тропическими муссонными лесами и редколесьями. Радиационный баланс составляет 60-70 ккал/см2 ×год. Средняя температура самого холодного месяца не ниже 10 |С, самого тёплого 30-35 |С. На В. хорошо выражены влажный и сухой сезоны. Речная сеть преимущественно редкая. В период дождей - бурные короткие паводки, в засуху - длительное маловодье. Грунтовые воды лежат обычно глубоко и нередко засолены.
В западном и центральном аридном секторе этих поясов осадков 50-200 мм в год, гидротермический коэффициент не выше 4 . Из-за недостатка влаги кора выветривания маломощна, продукция биомассы ничтожна. В полупустынях прирост растительной массы около 4 т/га в год, в пустынях меньше 2 т/га в год. Биомасса корневой части значительно больше надземной. В кратковременные сезоны дождей напряжённость биохимических процессов очень высокая (эфемеры). Физическое выветривание преобладает над химическим.
К восточной периферии материков пустыни через полупустыни, кустарники и редколесья сменяются летне-влажными муссонными тропическими лесами, которые по режиму тепла и увлажнения мало отличаются от субэкваториальных муссонных лесов. Соответственно происходит смена почвенного ряда от серо-жёлтых скелетных почв тропических пустынь через серо-коричневые почвы полупустынь и красно-коричневые почвы редколесий к красным альферритным (иногда оподзоленным аллитным) почвам под муссонными лесами.
В животном мире тропических поясов преобладают жвачные парнокопытные, некоторые хищные (гиены, лисицы), птицы, грызуны; много пресмыкающихся.
Океанические районы тропических поясов характеризуются преобладающим антициклинальным состоянием погоды. Радиационное тепло (R около 100 ккал/см2 ×год) расходуется на нагрев воды до 20 |С и интенсивное испарение, которое повышает солёность до 37+ (в замкнутых морях до 42+). Вертикальная циркуляция вод слабая. В воде очень мало кислорода и планктона. Разнообразные морские организмы в количественном отношении малочисленны. Содержание зоопланктона 25 мг/м3.
Субтропические пояса характеризуются радиационным балансом от 50 до 60 ккал/см2 ×год, сезонным чередованием умеренного и тропического воздуха и сложной системой ландшафтных зон, связанной с различным увлажнением. Гидротермический коэффициент колеблется от 2 (пустыни) до 12 (муссонные леса на восточной периферии материков). Сумма активных температур 4000-6000|; средняя температура самого холодного месяца выше 4 |С, однако возможны небольшие морозы. У многих растений наблюдается короткий период вегетационного покоя. Хорошо выражена секторность: на З. - средиземноморские леса и кустарники на коричневых и серо-коричневых почвах, зимнее увлажнение, постоянная гидрографическая сеть развита слабо; в центре материка - полупустыни и пустыни, с серо-бурыми почвами и серозёмами, скудный эпизодический сток; на В. - муссонные леса на желтозёмах и краснозёмах, летнее увлажнение, гидрографическая сеть развита хорошо. Субтропические леса сильно сведены, замещены вторичными кустарниковыми ( маквис , гарига , шибляк )иликультурными (поля, сады) типами растительности.
В океанических районах субтропического пояса радиационный баланс составляет 75 ккал/см2 ×год при небольших колебаниях средних месячных температур воздуха (январь 12 |С, июль 20 |С. Зимой господствует умеренный воздух, западный перенос и циклонические дожди; летом - тропический воздух, антициклональное состояние погоды, неустойчивые ветры, а по восточной периферии материков - устойчивые юго-восточные ветры (внеэкваториальный муссон). Средняя температура воды в Севарном полушарии 16|, в Южном - 15 |С. Высокое летнее испарение повышает солёность воды до 36+, а в замкнутых морях, например в Средиземном море, до 38+. Слабое перемешивание океанических вод уменьшает содержание кислорода и планктона (в частности, зоопланктона 50-100 мг/м3 ) , что определяет небольшие рыбные запасы.
Умеренные пояса суши имеют чёткую сезонность теплового режима с продолжительным зимним периодом, что обусловливает сезонную ритмику растительности и др. биохимических процессов. Радиационный баланс от 20 до 50 ккал/см2 ×год, гидротермический коэффициент от 3 до 12 . Господствует западный перенос умеренного воздуха и циклональная циркуляция. Преобладает весенне-осенний сток поверхностных вод, и только на восточных побережьях ещё сохраняются (но уже ослабевают по сравнению с субтропиками) летние муссонная циркуляция, осадки и сток. Суммы активных температур (1500-4000 |) благоприятствуют произрастанию хвойных и листопадных лесов.
В сев. умеренном поясе различия между секторами выражены хорошо. В северных частях приокеанических секторов преобладают смешанные леса преимущественно на подзолистых почвах, в южных - широколиственные леса на бурых лесных почвах и прерии с чернозёмовидными почвами. В континентальном секторе спектр зон весьма обширен. С С. на Ю. располагаются: тайга с подзолистыми почвами, смешанные леса на дерново-подзолистых почвах, лесостепи с серыми лесными почвами под дубравами и оподзоленными чернозёмами под луговыми степями, типичные степи на чернозёмах, южные сухие степи с каштановыми почвами, полупустыни с серо-бурыми почвами и пустыни на серозёмах. Вследствие значительных гидротермических отличий северной таёжной части северного умеренного пояса от южной с открытыми лесостепными и степными пространствами первую иногда выделяют в самостоятельный бореальный пояс. Равнинные территории южной части умеренного пояса более чем наполовину распаханы и застроены. Средняя продуктивность зерновых культур составляет около 5 т сухого вещества с 1 га. Фауна отличается относительной бедностью и однородностью, преобладанием лесных и степных форм.
Над океаном значение радиационного баланса от 20 ккал/см2 ×год на С. до 60 ккал/см2 ×год на Ю. Климат характеризуется сравнительно тёплой зимой (2,7 |С) и прохладным летом (15 |С). Это пояса активной циклонической деятельности, штормов, густой облачности и обильных осадков (1000-2000 мм в год). Превышение атмосферных осадков и речного стока над испарением обусловливает низкую солёность вод (около 33+). Интенсивная турбулентность воды способствует обогащению её кислородом и планктоном. Количество зоопланктона превышает 200 мг/м3 (местами до 500 мг/м3 ) . Богатые рыбные промыслы дают около 2/3 мирового улова рыбы.
В субарктических и субантарктических поясах суши большую часть года господствует арктический (антарктический) воздух. Радиационный баланс не более 20 ккал/см2 ×год. Сумма активных температур ниже 500 |С, вегетационный сезон длится 1,5-2 мес. Леса отсутствуют. Среди травянисто-кустарниковой и мохово-лишайниковой растительности преобладают ксероморфные многолетники на тундрово-глеевых почвах. Биогеохимические процессы протекают медленно. Многолетняя мерзлота препятствует циркуляции воды и миграции элементов, способствует заболачиванию. Ежегодный прирост растительности в лесотундре 3,5, а в тундре около 2 т/га. Животный мир субарктического пояса беден видами, отсутствуют или почти отсутствуют целые группы: пресмыкающиеся, земноводные, прямокрылые насекомые и пр. В то же время некоторые виды представлены большим числом особей (ряд двукрылых, шмели, лемминги, северные олени). Летом много водоплавающих птиц.
Границы субполярных поясов в океане фиксируются кромками многолетних (полярная граница) и сезонных льдов. Радиационный баланс 20-30 ккал/см2 ×год. Остаток летнего тепла после таяния льда идёт на испарение и нагрев воды до 5 |С. От центров низких давлений в западном переносе воздуха отходят серии циклонов. Интенсивная турбулентность воздуха и воды, обильные осадки. Солёность воды 33-34+ . Вода богата кислородом, а длинный световой день летом благоприятствует развитию планктона. Содержание зоопланктона 200 мг/м3. Это привлекает сюда косяки рыб, стаи птиц и даже китов, ныне сильно истребленных.
Арктические и антарктические пояса суши характеризуются очень низким значением радиационного баланса - 5-7 ккал/см2 ×год. Почти всё летнее тепло расходуется на частичное таяние снега, мерзлоты (льда), испарение и турбулентность воздуха. 10-11 мес в году температура воздуха отрицательная. Вода - важнейший источник жизни и др. природных процессов - находится в твёрдом состоянии. Только в разгар лета температура воздуха в арктическом поясе поднимается до 5 |С. Биохимические процессы крайне ограничены, что почти исключает развитие высших растений. Доминируют мхи и накипные лишайники. Летом температура часто переходит через 0 |С. Это способствует морозному выветриванию и образованию полигональных форм в деятельном слое многолетней мерзлоты.
В районах активного взаимодействия арктического (антарктического) и морского умеренного воздуха осадков в твёрдом виде выпадает больше, чем их расходуется на испарение, таяние и сток. От ледникового периода сохраняются и развиваются материковые льды, покрывающие около 11% (16,3 млн. км2 ) суши, объёмом 30 млн. км3 (или 27 млн. км3 воды).
В Антарктиде зафиксированы абсолютные минимумы температуры воздуха на Земле (-88,3 |С на станции 'Восток'). Годовая температура материковых льдов в Антарктике опускается до -56 |С, в Гренландии до -11 |С, а температура морских льдов до -8,6 |С. Менее суровый климат Арктики (и вообще Северного полушария) связан с переносом части тепла из тропиков Южного полушария в Северное посредством циркуляции атмосферы и особенно морских течений. В Южном полушарии нет таких мощных тепловых течений, как Гольфстрим и Куросио. По наблюдениям советских дрейфующих станций 'Северный полюс', радиационный баланс в центре Арктического бассейна 2-5 ккал/см2 ×год. Это тепло целиком расходуется на частичное таяние льда и испарение. Средняя температура июля около 0 |С, в январе -30 |С.
Лит.: Берг Л. С., Географические зоны Советского Союза, т. 1-2, М., 1947-52; Исаченко А. Г., Основы ландшафтоведения и физико-географического районирования, М., 1965; Калинин Г. П., Проблемы глобальной гидрологии, Л., 1968; Григорьев А. А., Типы географической среды, М., 1970; Калесник С. В., Общие географические закономерности Земли, М,, 1970; Мильков Ф. Н., Ландшафтная сфера Земли, М., 1970; Будыко М. И., Климат и жизнь, Л., 1971; Рябчиков А. М., Структура и динамика геосферы, её естественное развитие и изменение человеком, М., 1972.
А. М. Рябчиков.