Географічні наслідки рухів Землі в космосі
- 29-12-2021, 21:03
- 1 073
11 Клас , Географія 11 клас Кобернік, Коваленко (рівень стандарту)
§ 7. ГЕОГРАФІЧНІ НАСЛІДКИ РУХІВ ЗЕМЛІ В КОСМОСІ
Пригадайте! 1. Які види рухів у космосі здійснює наша планета? 2. Які існують докази кулястої форми Землі? 3. Що означають поняття «вісь Землі», «екватор», «полюс»? 4. Які існують види часу? 5. Для чого на карті проводять лінії тропіків і полярних кіл?
Показники руху Землі навколо своєї осі. Період повного обертання Землі навколо своєї осі дорівнює 23 год 56 хв 04 с. Цей період часу заокруглили до 24 год і назвали добою. Осьовий рух нашої планети спрямований проти руху годинникової стрілки. Обертання Землі навколо осі має ряд географічних наслідків. Зокрема, воно вплинуло на формування сплющеної з полюсів форми Землі, спричиняє добові ритми в географічній оболонці, є причиною існування сили Коріоліса (мал. 25).
Мал. 25. Географічні наслідки рухів Землі в космосі
Геоїд. Одним з наслідків осьового обертання Землі є її куляста форма. Вимірювання її розмірів засвідчили, що через осьове обертання Земля на 21 км сплюснута біля полюсів, тобто її форма близька до еліпсоїда обертання. Середній діаметр Землі становить 12 750 км, а довжина її екватора дорівнює приблизно 40 000 км.
Поверхня Землі не ідеально рівна, на ній є гори, рівнини, западини, і тому форму Землі не можна виразити у вигляді геометричної фігури. Форму нашої планети вчені назвали геоїдом, що в перекладі з грецької означає «землеподібна» (мал. 26). Цей термін було запропоновано в 1873 р. німецьким фізиком Йоганном Лістінгом. Геоїд - геометричне тіло, що обмежене рівневою поверхнею морів та океанів за спокійного стану водних мас і уявно продовжене під материками таким чином, щоб напрями сил тяжіння перетинали її під прямим кутом. Поверхня геоїда незрівнянно гладкіша за фізичну поверхню планети. У той час, як рельєф Землі має коливання висот майже у 19 км (гора Джомолунгма, 8 848 м - Маріанський жолоб, 11 022 м), поверхня геоїда відхиляється від поверхні базового еліпсоїда обертання лише в межах ±100 м.
Мал. 26. Геоїд
Добова ритміка в географічній оболонці. У зв'язку з рухами Землі в космосі географічній оболонці притаманна ритмічність - повторюваність природних процесів та явищ у часі з певною періодичністю. Добова ритміка пов'язана з осьовим обертанням Землі. Її прикладами є зміна дня і ночі й, відповідно, створена людиною система відліку часу, зміна температури повітря протягом доби, морські припливи та відпливи тощо.
Основні види часу. Оскільки Земля обертається навколо осі проти руху годинникової стрілки, світловий день настає зі сходу на захід. На сусідні меридіани промені Сонця падають під дещо іншим кутом. Час в усіх точках будь-якого одного меридіана - однаковий. Такий час називають місцевим.
Місцевий час - середній сонячний час, виміряний на певному географічному меридіані.
Отже, місцевий час зумовлений географічною довготою точки. Що східніше меридіан, то Сонце там сходить раніше. Що більша різниця в географічній довготі, то більша різниця в місцевому часі. Оскільки Земля здійснює за добу (24 год) повний оберт навколо осі (360°), відповідно за 1 год Земля повертається на 15° (360°: 24 год), а за 4 хв - на 1°(60 хв: 15°). Через те із просуванням на кожний 1° довготи місцевий час змінюється на 4 хв: на схід зростає, а на захід зменшується.
• 1. Відшукайте на карті світу міста, в яких Сонце сходить у той самий час, що й у Києві. 2. Обчисліть різницю в місцевому часі між меридіанами: а) 30° сх. д. та 45° сх. д.; б) 172° сх. д. та 167° сх. д.; в) 30° зх. д. та 10° сх. д. 3. Якщо на початковому (Гринвіцькому) меридіані місцевий час 12.00, визначте, на якому меридіані місцевий час становить: а) 13.00; б) 11.30; в) 15.20.
Оскільки місцевим часом користуватися незручно, був запроваджений поясний час. Для цього всю поверхню Землі поділили на 24 часові пояси шириною приблизно по 15° довготи (мал. 27). Різниця в часі між сусідніми часовими поясами становить 1 год.
Поясний час - час у межах одного часового поясу.
За поясний час у межах усього поясу прийнято місцевий час меридіана, який проходить посередині поясу - середнього меридіана. На цьому меридіані поясний час збігається з місцевим, тому похибки в обчисленні часу немає. Що далі на захід і на схід до країв часового поясу, то похибка більша.
За початок відліку загальноприйнято пояс, середнім меридіаном якого є Гринвіч (0° довготи). Поясний час 0-го поясу називають всесвітнім часом (UT, від англ. Universal Time). Від 0-го поясу на схід час додається 1 год на кожний часовий пояс (додатне зміщення поясів, яке позначають додатними числами від +1 до +12), на захід - віднімається (від'ємне зміщення поясів, яке позначають від'ємними числами від -1 до -12). Під час руху з одного часового поясу в інший із заходу на схід стрілку годинника переводять на одну годину вперед, на захід - на одну годину назад. Над океаном, де немає постійних жителів, межі часових поясів проведено чітко за меридіанами через 15°. На суходолі межі поясів з меридіанами майже не збігаються, оскільки для зручності обчислення часу враховують кордони країн, а для великих країн - їх внутрішній адміністративно-територіальний поділ.
Мал. 27. Карта часових поясів
• За картою часових поясів (мал. 27) з'ясуйте: а) в межах якого часового поясу розташована Україна; який меридіан є середнім у даному поясі (місцевий час на даному меридіані в Україні називають київським часом); б) якою є похибка в обчисленні поясного часу в Києві, вашому обласному центрі, крайній східній та західній точках України; в) на скільки годин відрізняється від всесвітнього часу (UT) поясний час у Києві, Оттаві, Сіднеї, Пекіні, Буенос-Айресі; г) на скільки годин та в який бік треба перевести стрілки годинника пасажирам, які прилетіли з Києва в Мехіко, якщо політ тривав 10 год.
Нині майже в 70 країнах світу, в т. ч. у більшості країн Європи, використовують літній час. На території України вперше його було запроваджено в 1981 р.
Літній час - сезонний час, який встановлюється на певній території на літній період року й зазвичай різниться на 1 год від стандартного часу, прийнятого на цій території.
Відповідно до рекомендацій Європейської економічної комісії ООН перехід на літній час відбувається в останню неділю березня о 3 год ночі переведенням стрілки годинника на 1 год вперед, а скасовується в останню неділю жовтня о 4 год ночі переведенням стрілки годинника на 1 год назад.
• Поміркуйте, які негативні та позитивні наслідки має запровадження літнього часу в житті людини.
На Землі встановлена лінія зміни дат; вона проходить у Тихому океані від полюсу до полюсу приблизно по 180-му меридіану. По обидва боки від цієї лінії поясний час однаковий, а дати різні. Перетинаючи лінію зміни дат зі Східної півкулі в Західну, треба відняти 1 добу від дати, тобто один день повториться двічі. У разі перетину лінії зміни дат у зворотному напрямку 1 доба втрачається.
• У Парижі (49° пн. ш., 2° сх. д.) 25 листопада, а годинник показує 18 год 30 хв. Яка дата та котра година за місцевим часом на одному з Гавайських островів з координатами 20° пн. ш., 165° сх. д.?
Сила Коріоліса. Через осьове обертання існує відхиляюча сила Землі - сила Коріоліса. Завдяки їй всі тіла, що рухаються паралельно поверхні планети (річки, повітряні маси, морські течії), у Північній півкулі відхиляються праворуч, у Південній - ліворуч. На лінії екватора відхиляючої сили немає. До полюсів дія сили Коріоліса посилюється (мал. 28).
Мал. 28. Дія сили Коріоліса
Яскравим прикладом дії сили Коріоліса є вплив на напрямок постійних вітрів та спричинених ними океанічних течій. Через відхиляючу силу Землі не збігаються напрямки руху повітряних мас у циклонах та антициклонах у Північній та Південній півкулях (мал. 29).
Мал. 29. Формування циклонів та антициклонів у Північній та Південній півкулях Землі
Саме силою Коріоліса пояснюється втричі більший рівень зношеності правої рейки залізничної колії, ніж лівої.
• За мал. 28 та 29, використовуючи кліматичну карту світу та фізичну карту (з нанесеними океанічними течіями), поясніть, як впливає сила Коріоліса на формування пасатів, океанічних течій, циклонів та антициклонів у різних півкулях Землі.
Орбітальний рух Землі: основні характеристики, географічні наслідки. Земля рухається навколо Сонця із середньою швидкістю 30 км/с, здійснюючи повний оберт приблизно за 365 діб і 6 год. Цей рух назвали орбітальним, або річним (мал. 30). Проте підраховувати роки з такою кількістю неповних діб незручно. Тому календарним вважають рік, що має 365 діб. А із залишків часу в 6 год за 4 роки «набігає» зайва доба, яку додають до місяця лютого. Такий рік називають високосним. Географічним наслідком орбітального руху Землі є річна ритміка географічної оболонки, що проявляється в закономірній зміні пір року, з чим пов'язані зміни висоти Сонця над горизонтом і тривалості світлового дня, наявність на Землі поясів освітленості, формування сезонних вітрів мусонів тощо.
Мал. 30. Орбітальний рух Землі
Зміна пір року в Північній та Південній півкулях. Під час руху Землі навколо Сонця через сталий кут нахилу її осі до площини орбіти (66°33') Північна та Південна півкулі освітлюються нерівномірно. Найбільший кут падіння сонячних променів у Північній півкулі - в червні, в Південній - у грудні. З цим пов'язана зміна пір року на Землі.
Найбільше Північна півкуля освітлюється Сонцем 22 червня. Цю дату називають у Північній півкулі днем літнього сонцестояння. За півроку Земля здійснює півоберта навколо Сонця по орбіті й розташовується так, що його промені падають під більшим кутом на Південну півкулю. Тому грудень, січень та лютий - літні місяці у Південній півкулі. Для Північної півкулі - це зима. Дату 22 грудня називають у Північній півкулі днем зимового сонцестояння.
Змінюваність висоти Сонця над горизонтом і тривалості світлового дня. Щоденно о 12 год дня Сонце піднімається найвище над горизонтом, але під різним кутом. У Північній півкулі Сонце найвище буває над горизонтом 22 червня, а на лінії Північного тропіка перебуває в зеніті. Тоді світловий день у Північній півкулі найдовший (наприклад, у Києві понад 16 год), а ніч - найкоротша. 22 червня під час осьового обертання планети території, що лежать на північ від лінії Північного полярного кола (66°33' пн. ш.), цілодобово потрапляють у зону освітлення Сонцем, там настає полярний день. На Північному полюсі він триває півроку.
У Південній півкулі навпаки - 22 червня найдовша ніч та найкоротший світловий день. На території, що розташована південніше від паралелі Південного полярного кола (66°33' пд. ш.), сонячні промені зовсім не потрапляють. Там - полярна ніч, яка триває в точці Південного полюсу впродовж півроку.
22 грудня Сонце підіймається найвище над горизонтом у Південній півкулі, а найнижче - у Північній. Тому, відповідно, в цей день у Південній півкулі найдовший світловий день й найкоротша ніч. У Північній півкулі навпаки. Зокрема, у Києві 22 грудня день триває близько 8 год, а ніч - 16 год. За паралеллю Південного полярного кола (66°33' пд. ш.) аж до точки Південного полюса в цей час триває полярний день, у той час як північніше від паралелі Північного полярного кола - полярна ніч.
21 березня та 23 вересня Земля займає таке положення щодо Сонця, що на всій планеті (крім полюсів) тривалість світлового дня дорівнює тривалості ночі. Тому ці дати називають відповідно днями весняного та осіннього рівнодень.
Залежно від географічної широти висота Сонця над горизонтом зменшується від екватора до полюсів. Полуденну висоту Сонця в різні дні року можна обчислити за формулою:
h = 90° - φ ± δ,
де h - висота Сонця над горизонтом, град;
φ - географічна широта місцевості,
δ - схилення Сонця.
Схилення Сонця дорівнює географічній широті паралелі, на якій Сонце перебуває в зеніті в даний день. Так, у дні рівнодень, коли Сонце в зеніті на екваторі, δ = 0°. У дні літнього та зимового сонцестоянь, коли Сонце перебуває в зеніті відповідно на Північному й Південному тропіках, δ = ±23°27' (широта тропіків). У день літнього сонцестояння цей кут додається, зимового - віднімається.
• 1. Обчисліть полуденну висоту Сонця над горизонтом у вашому місті: а) у дні рівнодень; б) у день літнього сонцестояння; в) у день зимового сонцестояння. 2. Найпівнічнішою столицею Європи є Рейк'явік, найпівденнішою - Валетта. Обчисліть максимальну та мінімальну висоту Сонця протягом року в цих містах і порівняйте з відповідними показниками в столиці України.
Пояси освітленості на Землі. Тропіки та полярні кола поділяють земну поверхню на п'ять поясів освітленості (мал. 31): тропічний (розташований між тропіками), два помірні (між тропіками та полярними колами обох півкуль) та два полярні (всередині полярних кіл). Вони різняться між собою за висотою Сонця над горизонтом, характером зміни дня і ночі, температурами повітря.
• На основі знань про закономірності розподілу сонячного світла та тепла на поверхні Землі схарактеризуйте пояси освітленості.
Мал. 31. Пояси освітленості
1. Поясніть, що таке геоїд. 2. Які наслідки осьового руху планети? 3. Поясніть, як визначають місцевий та поясний час. 4. Як сила Коріоліса впливає на формування пасатів, циклонів та антициклонів, океанічних течій? 5. Які параметри та наслідки орбітального руху планети? 6. Поясніть причини зміни пір року, полуденної висоти Сонця над горизонтом і тривалості світлового дня у Північній та Південній півкулях. 7*. Мандрівник вирішив здійснити навколосвітню подорож, використовуючи казковий спосіб пересування - килим-літак, і промчати навколо Землі так, щоб годинники в тих місцях, де він пролітатиме, показували б один і той самий час. У якому напрямку й чому потрібно рухатися мандрівникові? 8*. Літак з туристами вилетів з Токіо (140° сх. д.) до Києва 31 грудня о 22 год 30 хв за місцевим часом. Повітряне судно рухалося зі швидкістю 900 км/год уздовж 140° сх. д. на північ, а потім уздовж 50-тої паралелі, довжина якої становить 25 785 км. Чи встигнуть пасажири цього рейсу на зустріч Нового року в Києві за київським часом? 9*. 22 червня опівдні в Каїрі Сонце піднімається над горизонтом на 83°30', а в Києві в цей самий час - на 62°. Яка відстань між містами у градусах і кілометрах? 10*. У тій точці Північної півкулі, де перебуває корабель, Сонце опівдні стоїть над горизонтом під кутом 53°20'. Того самого дня опівдні Сонце перебуває в зеніті на паралелі 12°20' пн. ш. На якій географічній широті перебуває корабель?
Коментарі (0)