Post on 14-Jan-2016
description
WSTĘP DO GEOGRAFII FIZYCZNEJ
SYSTEMOWY OBRAZ PRZYRODY - PODSTAWY
WSTĘP DO GEOGRAFII FIZYCZNEJ
SYSTEMOWY OBRAZ PRZYRODY - PODSTAWY
Wykład dla I roku
Zaocznego Studium Geografii
w roku akademickim 2007/8
Ziemia: jedna całośćhierarchiczna struktura systemu
Ziemia: jedna całośćhierarchiczna struktura systemu
Skomplikowany świat
Skomplikowany świat
Narysowana przez program komputerowy sieć troficzna północno-zachodniego Atlantyku (Lavigne 1996)
LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELE
OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELE
OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
Obserwowanezjawiska
Teoria
Wyjaśnianie
Testowanie(walidacja)
NAUKOWE POZNAWANIE ŚWIATA
Naukowametodologia poznawaniaprzyrody
Naukowametodologia poznawaniaprzyrody
Testowanie hipotezy:„palenie papierosów zwiększa ryzyko raka płuc”
LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELE
OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
POJĘCIE SYSTEMU – TRZY ZASADY
LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELE
OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
POJĘCIE SYSTEMU – TRZY ZASADY
1. Wyodrębnienie systemu od otoczenia. System jest to pewna całość, która znajduje się w określonych wzajemnych stosunkach ze swoim otoczeniem. Dzięki ograniczeniu tych stosunków system zachowuje pewną autonomię.
2. Budowa systemu z podsystemów, które oddziaływają na siebie wzajemnie, przy czym interakcje te mają istotny wpływ na właściwości systemu jako całości.
3. Ograniczona zmienność systemu w czasie. System podlega większym lub mniejszym zmianom w czasie, ale zachowuje przy tym pewne właściwości podstawowe, swoją istotę.
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
CECHY SYSTEMÓW
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
CECHY SYSTEMÓW
1. System jest pojęciem abstrakcyjnym, gdyż zakłada generalizację, czy też idealizację świata realnego.
2. Wszystkie systemy charakteryzują się pewną strukturą – organizacją wewnętrzną.
3. Cechą wyróżniającą konkretny system w stosunku do otaczającego go świata są strukturalne i funkcjonalne zależności między jego składnikami.
4. Zależności funkcjonalne implikują istnienie przepływu (transferu) pewnych obiektów.
5. Zależności funkcjonalne wymagają istnienia pewnej siły sterującej lub źródła energii.
6. Wszystkie systemy funkcjonują do pewnego stopnia jednakowo.7. Wszystkie systemy wykazują pewien stopień integracji w czasie i
w przestrzeni.
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
SYTEMY TERMODYNAMICZNE = SYSTEMY ENERGII
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
SYTEMY TERMODYNAMICZNE = SYSTEMY ENERGII
DEFINICJA: Systemem termodynamicznym nazywamy wyodrębnioną „porcję” materii wraz energią w niej zawartą, oraz zjawiska wymiany energii między systemem oraz jego otoczeniem.
System energii zajmuje określone miejsce w przestrzeni i w czasie zdefiniowane przez jego granicę, oddzielającą go od reszty świata – otoczenia systemu.
System energii jest charakteryzowany przez jego stan będący odzwierciedleniem trzech jego właściwości:
• elementów budujących system,• ich atrybutów czy też stanów,• relacji między elementami decydujących organizacji systemu.
LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELE
OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
MODELE TERMODYNAMICZNE
=MODELE ENERGII
LUDZIEI TWORZONE PRZEZ NICH MODELE
OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
MODELE TERMODYNAMICZNE
=MODELE ENERGII
Systemizolowany
Systemzamknięty
Systemotwarty
energia energia
materia
energia energia
materia
Systemy: izolowany,zamknięty i otwarty
SYSTEM OTWARTY np. jezioroMateria i energia zarówno dopływają, jak i uciekają z systemu
SYSTEM ZAMKNIĘY np. akwariumTylko energia jest wymieniana z otoczeniem
SYSTEM IZOLOWANY np. lustrzany pojemnikNie zachodzi żadna wymiana między wnętrzem systemu, a jego otoczeniem
Pojęcia służące do opisu systemów (przyrodniczych)
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
RÓWNOWAGA SYTEMU
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
RÓWNOWAGA SYTEMU
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
RÓWNOWAGA SYTEMU
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
RÓWNOWAGA SYTEMU
neutralna
stabilna
chwiejna
metastabilna
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
MECHANIZM SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO
LUDZIE I TWORZONE PRZEZ NICH MODELE OTACZAJĄCEGO ŚWIATA
MECHANIZM SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO
Czynnikstymulujący
Czynnikograniczający
RECEPTOR
URZĄDZENIESTERUJĄCE
URZĄDZENIESTERUJĄCE
Informacja
Informacja
Oddziaływanie
Odziaływanie zwrotne
DODATNIE SPRZĘŻENIE ZWROTNE:• Jasna powierzchnia odbija od 40 do 90% padającego światła
słonecznego.• Atmosfera ponad powierzchnią śniegu i lodu oziębia się, a
to powoduje rozrost pokrywy lodowej.
• Powiększenie pokrywy śnieżnej i lodowej indukuje dalsze oziębienie.
NEGATYWNE SPRZĘŻENIE ZWROTNE:• Wzrastająca emisja CO2 i innych gazów ze źródeł
przemysłowych i transportu samochodowego powoduje dodatkowy efekt cieplarniany i wzrost temperatury.
• Wzrost temperatury powoduje wzmożone parowanie z oceanów i wzrost zachmurzenia
• Chmury silnie odbijają promieniowanie słonecznie i powodują ochłodzenie
Systemy dynamiczne to takie w których dopływająca energia jest zużywana na pracę, która wraz z upływem czasu zmienia warunki ich funkcjonowania lub ich stan
Energia posiada zdolność do wykonywania pracyProces to sposób w jaki zachodzą zmiany:• wulkanizm• procesy górotwórcze• erozja• Powodzie
Większość systemów przyrodniczych na Ziemi to systemy dynamiczne
Systemy dynamicznektóre dążą do stanu równowagi
Stan równowagi systemu:dopływy energii/materii równoważą ubytki
Przykład: OCEANYZasoby wody i rozpuszczonych soli zmieniły się niewiele w czasie ostatnich kilku tysięcy lat
Lecz co działo się w dłuższym przedziale czasu?Czy w innej perspektywie możemy uważać oceany za system w stanie równowagi?
~20 tys. lat temu poziom oceanów był o 120 m niższy niż obecnie; północne części kontynentów na półkuli N pokryte były rozległymi czapami lodowymi
W okresie pomiędzy 16 a 8 tys. lat BP globalne ocieplenie spowodowało zanik lądolodów z wyjątkiem grenlandzkiego i antarktycznego
Oceany nie mogły utrzymywać wtedy istniejącego poprzednio stanu równowagi dopływ > odpływ
Wzrost poziomumorza
Ziemia jako systemErupcja wulkanu Pinatubo w 1991
Zwykły rozkład pyłów w atmosferze (poza obszarem Oceanu Indyjskiego) w okresie od 19 do 27 czerwca 1991
Pas cząstek pochodzących z erupcji w strefie równikowejw okresie od 8 do 14 sierpnia 1991
Wpływ erupcji wulkanicznych na klimat
Efekt klimatyczny erupcji Pinatubo
Jakie zmiany w środowisku wywołała erupcja Pinatubo w 1991 roku?
• Spadek średniej globalnej temperatury powietrza w wyniku oddziaływania odbijających promieniowanie słoneczne gazów i popiołów. Między sierpniem 1992 a sierpniem 1993 temperatura obniżyła się o 0,5C powodując okresowe odwrócenie trendu globalnego ocieplenia.
• Anomalie pogodowe na całej kuli ziemskiej:• huragan Andrew na Atlantyku w sierpniu 1992,• huragan Iniki na Pacyfiku we wrześniu 1992,• długotrwałe opady i powodzie w zachodniej części
USA latem 1993 roku.