wstĘp do geografii fizycznej systemowy obraz przyrody - podstawy

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



Obserwowanezjawiska

Teoria

Wyjaśnianie

Testowanie(walidacja)

NAUKOWE POZNAWANIE ŚWIATA

Naukowametodologia poznawaniaprzyrody

Naukowametodologia poznawaniaprzyrody

Testowanie hipotezy:„palenie papierosów zwiększa ryzyko raka płuc”



POJĘCIE SYSTEMU – TRZY ZASADY



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


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.


SYTEMY TERMODYNAMICZNE = SYSTEMY ENERGII


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.



MODELE TERMODYNAMICZNE

=MODELE ENERGII



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)


RÓWNOWAGA SYTEMU


RÓWNOWAGA SYTEMU


RÓWNOWAGA SYTEMU


RÓWNOWAGA SYTEMU

neutralna

stabilna

chwiejna

metastabilna


MECHANIZM SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO


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.

wstĘp do geografii fizycznej systemowy obraz przyrody - podstawy

Documents