L'angle d'incidence de la lumière solaire sur la surface de la Terre. Radiation solaire

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La vie sur notre planète dépend de la quantité de lumière solaire et de chaleur. Il est effrayant d’imaginer ne serait-ce qu’un instant ce qui se serait passé s’il n’y avait pas eu une étoile telle que le Soleil dans le ciel. Chaque brin d'herbe, chaque feuille, chaque fleur a besoin de chaleur et de lumière, comme les gens dans l'air.

L'angle d'incidence des rayons du soleil est égal à la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon

La quantité de lumière solaire et de chaleur qui atteint la surface de la Terre est directement proportionnelle à l'angle d'incidence des rayons. Les rayons du soleil peuvent frapper la Terre sous un angle de 0 à 90 degrés. L'angle d'impact des rayons sur la terre est différent, car notre planète est sphérique. Plus il est grand, plus il est léger et chaud.

Ainsi, si le faisceau arrive sous un angle de 0 degré, il ne fait que glisser sur la surface de la terre sans la chauffer. Cet angle d'incidence se produit aux pôles Nord et Sud, au-delà du cercle polaire arctique. A angle droit, les rayons du soleil tombent sur l'équateur et sur la surface située entre le Sud et

Si l'angle des rayons du soleil frappant le sol est droit, cela indique que

Ainsi, les rayons à la surface de la terre et la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon sont égaux. Ils dépendent de la latitude géographique. Plus la latitude est proche de zéro, plus l'angle d'incidence des rayons est proche de 90 degrés, plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus il est chaud et lumineux.

Comment le soleil change de hauteur au-dessus de l'horizon

La hauteur du soleil au-dessus de l'horizon n'est pas constante. Au contraire, cela change constamment. La raison en est le mouvement continu de la planète Terre autour de l'étoile Soleil, ainsi que la rotation de la planète Terre autour de son propre axe. Ainsi, le jour succède à la nuit et les saisons se succèdent.

Le territoire situé entre les tropiques reçoit le plus de chaleur et de lumière, ici le jour et la nuit ont une durée presque égale et le soleil est au zénith 2 fois par an.

La surface au-dessus du cercle polaire arctique reçoit moins de chaleur et de lumière ; ici, il existe des concepts tels que la nuit, qui durent environ six mois.

Jours d'équinoxe d'automne et de printemps

Il existe 4 dates astrologiques principales, déterminées par la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon. Les 23 septembre et 21 mars sont les jours de l'équinoxe d'automne et de printemps. Cela signifie que la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon en septembre et mars est de 90 degrés.

Le sud et sont également éclairés par le soleil, et la durée de la nuit est égale à la durée du jour. Lorsque l’automne astrologique commence dans l’hémisphère nord, c’est au contraire le printemps dans l’hémisphère sud. On peut en dire autant de l’hiver et de l’été. Si c’est l’hiver dans l’hémisphère sud, c’est l’été dans l’hémisphère nord.

Jours du solstice d'été et d'hiver

Le 22 juin et le 22 décembre sont des jours d'été et le 22 décembre a le jour le plus court et la nuit la plus longue de l'hémisphère nord, et le soleil d'hiver est à sa plus basse altitude au-dessus de l'horizon de toute l'année.

Au-dessus de 66,5 degrés de latitude, le soleil est au-dessous de l'horizon et ne se lève pas. Ce phénomène, lorsque le soleil d'hiver ne monte pas à l'horizon, est appelé nuit polaire. La nuit la plus courte se produit à 67 degrés de latitude et ne dure que 2 jours, et la nuit la plus longue se produit aux pôles et dure 6 mois !

Décembre est le mois de l’année où les nuits sont les plus longues dans l’hémisphère Nord. En Russie centrale, les gens se réveillent pour travailler dans l'obscurité et reviennent également dans l'obscurité. C'est un mois difficile pour beaucoup, car le manque de soleil affecte le bien-être physique et mental des gens. Pour cette raison, une dépression peut même se développer.

A Moscou en 2016, le lever du soleil le 1er décembre aura lieu à 8h33. Dans ce cas, la durée de la journée sera de 7 heures 29 minutes. Il sera très tôt, à 16h03. La nuit sera de 16 heures 31 minutes. Ainsi, il s’avère que la durée de la nuit est 2 fois supérieure à la durée du jour !

Cette année, le solstice d'hiver a lieu le 21 décembre. La journée la plus courte durera exactement 7 heures. Ensuite, la même situation durera 2 jours. Et à partir du 24 décembre, la journée commencera à rapporter des bénéfices, lentement mais sûrement.

En moyenne, une minute de lumière du jour sera ajoutée par jour. À la fin du mois, le lever du soleil en décembre aura lieu exactement à 9 heures, soit 27 minutes plus tard que le 1er décembre.

Le 22 juin est le solstice d'été. Tout se passe exactement à l'opposé. Pour toute l'année, cette date est le jour le plus long et la nuit la plus courte. Cela s'applique à l'hémisphère nord.

À Ioujny, c’est l’inverse. Des phénomènes naturels intéressants sont associés à cette journée. Une journée polaire commence au-dessus du cercle polaire arctique ; le soleil ne se couche pas sous l'horizon au pôle Nord pendant 6 mois. De mystérieuses nuits blanches commencent à Saint-Pétersbourg en juin. Ils durent environ à partir de la mi-juin et durent deux à trois semaines.

Toutes ces 4 dates astrologiques peuvent changer de 1 à 2 jours, puisque l'année solaire ne coïncide pas toujours avec l'année civile. Des changements se produisent également au cours des années bissextiles.

La hauteur du soleil au-dessus de l'horizon et les conditions climatiques

Le soleil est l’un des facteurs climatiques les plus importants. En fonction de l'évolution de la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon sur une zone spécifique de la surface de la Terre, les conditions climatiques et les saisons changent.

Par exemple, dans le Grand Nord, les rayons du soleil tombent sous un très petit angle et glissent uniquement sur la surface de la terre, sans la chauffer du tout. En raison de ce facteur, le climat ici est extrêmement rigoureux, il y a du pergélisol, des hivers froids avec des vents glaciaux et de la neige.

Plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus le climat est chaud. Par exemple, à l’équateur, il fait exceptionnellement chaud et tropical. Les fluctuations saisonnières ne sont également pratiquement pas ressenties dans la région de l'équateur ; dans ces régions, l'été est éternel.

Mesurer la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon

Comme on dit, tout ce qui est ingénieux est simple. C'est donc ici. L'appareil permettant de mesurer la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon est tout simplement simple. C'est une surface horizontale avec un poteau au milieu de 1 mètre de long. Par une journée ensoleillée à midi, le pôle projette son ombre la plus courte. A l'aide de cette ombre la plus courte, des calculs et des mesures sont effectués. Vous devez mesurer l'angle entre l'extrémité de l'ombre et le segment reliant l'extrémité du poteau à l'extrémité de l'ombre. Cette valeur d'angle sera l'angle du soleil au-dessus de l'horizon. Cet appareil s'appelle un gnomon.

Gnomon est un ancien outil astrologique. Il existe d'autres instruments pour mesurer la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon, comme le sextant, le quadrant et l'astrolabe.

La source la plus importante à partir de laquelle la surface et l’atmosphère de la Terre reçoivent de l’énergie thermique est le Soleil. Il envoie une quantité colossale d’énergie rayonnante dans l’espace cosmique : thermique, lumineuse, ultraviolette. Les ondes électromagnétiques émises par le Soleil se propagent à une vitesse de 300 000 km/s.

L'échauffement de la surface terrestre dépend de l'angle d'incidence des rayons solaires. Tous les rayons du soleil arrivent sur la surface de la Terre parallèlement les uns aux autres, mais comme la Terre est sphérique, les rayons du soleil tombent sur différentes parties de sa surface sous des angles différents. Lorsque le Soleil est au zénith, ses rayons tombent verticalement et la Terre se réchauffe davantage.

L’ensemble de l’énergie rayonnante envoyée par le Soleil est appelé radiation solaire, elle est généralement exprimée en calories par unité de surface et par an.

Le rayonnement solaire détermine le régime de température de la troposphère atmosphérique terrestre.

Il convient de noter que la quantité totale de rayonnement solaire est plus de deux milliards de fois supérieure à la quantité d’énergie reçue par la Terre.

Le rayonnement atteignant la surface de la Terre est direct et diffus.

Le rayonnement qui arrive sur Terre directement du Soleil sous forme de lumière directe du soleil sous un ciel sans nuages est appelé droit. C'est lui qui transporte la plus grande quantité de chaleur et de lumière. Si notre planète n’avait pas d’atmosphère, la surface de la Terre ne recevrait que des radiations directes.

Cependant, en traversant l'atmosphère, environ un quart du rayonnement solaire est dispersé par des molécules de gaz et des impuretés et s'écarte de sa trajectoire directe. Certains d'entre eux atteignent la surface de la Terre, formant rayonnement solaire diffusé. Grâce au rayonnement diffusé, la lumière pénètre dans les endroits où la lumière directe du soleil (rayonnement direct) ne pénètre pas. Ce rayonnement crée la lumière du jour et donne de la couleur au ciel.

Rayonnement solaire total

Tous les rayons du soleil atteignant la Terre sont rayonnement solaire total, c'est-à-dire la totalité du rayonnement direct et diffus (Fig. 1).

Riz. 1. Rayonnement solaire total pour l'année

Répartition du rayonnement solaire à la surface de la Terre

Le rayonnement solaire est inégalement réparti sur la Terre. Ça dépend:

1. sur la densité et l’humidité de l’air – plus elles sont élevées, moins la surface de la Terre reçoit de rayonnement ;

2. en fonction de la latitude géographique de la zone, la quantité de rayonnement augmente des pôles vers l'équateur. La quantité de rayonnement solaire direct dépend de la longueur du trajet parcouru par les rayons du soleil à travers l'atmosphère. Lorsque le Soleil est à son zénith (l'angle d'incidence des rayons est de 90°), ses rayons frappent la Terre par le chemin le plus court et dégagent intensément leur énergie sur une petite zone. Sur Terre, cela se produit dans la bande comprise entre 23° N. w. et 23° S. sh., c'est-à-dire entre les tropiques. À mesure que l'on s'éloigne de cette zone vers le sud ou le nord, la longueur du trajet des rayons du soleil augmente, c'est-à-dire que l'angle de leur incidence sur la surface de la Terre diminue. Les rayons commencent à tomber sur la Terre sous un angle plus petit, comme s'ils glissaient, se rapprochant de la ligne tangente dans la zone des pôles. En conséquence, le même flux d’énergie est réparti sur une plus grande surface, ce qui augmente la quantité d’énergie réfléchie. Ainsi, dans la région de l'équateur, où les rayons du soleil tombent sur la surface terrestre sous un angle de 90°, la quantité de rayonnement solaire direct reçu par la surface terrestre est plus élevée et, à mesure que nous nous dirigeons vers les pôles, cette quantité augmente considérablement. diminue. De plus, la durée du jour à différentes périodes de l'année dépend de la latitude de la zone, qui détermine également la quantité de rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre ;

3. du mouvement annuel et quotidien de la Terre - aux latitudes moyennes et élevées, l'afflux de rayonnement solaire varie considérablement selon les saisons, ce qui est associé aux changements de l'altitude du Soleil à midi et de la durée du jour ;

4. sur la nature de la surface terrestre : plus la surface est claire, plus elle réfléchit la lumière du soleil. La capacité d’une surface à réfléchir le rayonnement s’appelle albédo(du latin blancheur). La neige reflète le rayonnement particulièrement fortement (90 %), le sable plus faiblement (35 %) et la terre noire encore plus faiblement (4 %).

La surface de la Terre absorbe le rayonnement solaire (rayonnement absorbé), se réchauffe et rayonne de la chaleur dans l’atmosphère (rayonnement réfléchi). Les couches inférieures de l’atmosphère bloquent en grande partie le rayonnement terrestre. Le rayonnement absorbé par la surface de la Terre sert à chauffer le sol, l’air et l’eau.

La partie du rayonnement total qui reste après réflexion et rayonnement thermique de la surface terrestre est appelée bilan radiatif. Le bilan radiatif de la surface terrestre varie au cours de la journée et selon les saisons de l'année, mais en moyenne pour l'année il a une valeur positive partout, à l'exception des déserts de glace du Groenland et de l'Antarctique. Le bilan radiatif atteint ses valeurs maximales aux basses latitudes (entre 20° N et 20° S) - au-dessus de 42*10 2 J/m 2 , à une latitude d'environ 60° dans les deux hémisphères, il diminue jusqu'à 8*10 2 - 13*10 2 J/m2.

Les rayons du soleil cèdent jusqu'à 20 % de leur énergie à l'atmosphère, qui se répartit dans toute l'épaisseur de l'air, et donc l'échauffement de l'air qu'ils provoquent est relativement faible. Le soleil chauffe la surface de la Terre, ce qui transfère de la chaleur à l'air atmosphérique en raison de convection(de lat. convection- livraison), c'est-à-dire le mouvement vertical de l'air chauffé à la surface de la terre, à la place duquel descend de l'air plus froid. C’est ainsi que l’atmosphère reçoit l’essentiel de sa chaleur, en moyenne trois fois plus que celle provenant directement du Soleil.

La présence de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau ne permet pas à la chaleur réfléchie par la surface terrestre de s'échapper librement dans l'espace. Ils créent Effet de serre, grâce à quoi la différence de température sur Terre pendant la journée ne dépasse pas 15 °C. En l’absence de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, la surface de la Terre se refroidirait de 40 à 50 °C pendant la nuit.

En raison de l'ampleur croissante de l'activité économique humaine - combustion de charbon et de pétrole dans les centrales thermiques, émissions des entreprises industrielles et augmentation des émissions des automobiles - la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmente, ce qui entraîne une augmentation dans l’effet de serre et menace le changement climatique mondial.

Les rayons du soleil, ayant traversé l'atmosphère, frappent la surface de la Terre et la réchauffent, ce qui dégage de la chaleur dans l'atmosphère. Ceci explique un trait caractéristique de la troposphère : une diminution de la température de l'air avec l'altitude. Mais il y a des cas où les couches supérieures de l'atmosphère s'avèrent plus chaudes que les couches inférieures. Ce phénomène est appelé inversion de température(du latin inversio - se retourner).

Les modifications de l'apport de chaleur sur de courtes périodes et sa répartition inégale dans l'enveloppe paysagère sont influencées par un certain nombre de circonstances, dont nous considérerons les plus importantes.

De petits changements périodiques du rayonnement dépendent principalement du fait que la Terre tourne autour du Soleil sur une orbite elliptique et que, par conséquent, sa distance au Soleil change. Au périhélie, c'est-à-dire au point de l'orbite le plus proche du Soleil (la Terre s'y trouve à l'ère actuelle le 1er janvier), la distance est de 147 millions de km ; à l'aphélie, c'est-à-dire le point de l'orbite le plus éloigné du Soleil (3 juillet), cette distance est déjà de 152 millions de km ; la différence est de 5 millions de km. Conformément à cela, début janvier, le rayonnement augmente de 3,4 % par rapport à la moyenne (c'est-à-dire calculée pour la distance moyenne de la Terre au Soleil), et début juillet, il diminue de 3,5 %.

Un facteur très important qui détermine la quantité de rayonnement reçu par une zone particulière de la surface terrestre est l’angle d’incidence des rayons du soleil. Si J est l'intensité du rayonnement lorsque les rayons sont incidents verticalement, alors lorsqu'ils rencontrent la surface sous un angle α, l'intensité du rayonnement sera J sin α : plus l'angle est aigu, plus l'énergie du faisceau de rayons est grande. devrait être distribué et, par conséquent, moins il le sera par unité de surface.

L'angle formé par les rayons du soleil avec la surface de la Terre dépend du terrain, de la latitude géographique et de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon, qui varie aussi bien au cours de la journée qu'au cours de l'année.

Sur un terrain accidenté (qu'il s'agisse de montagnes ou de petites surfaces accidentées), différents éléments du relief sont éclairés différemment par le Soleil. Sur un versant ensoleillé, l'angle d'incidence des rayons est plus grand que dans la plaine au pied de la colline, mais sur le versant opposé cet angle est très petit. Près de Léningrad, le flanc de la colline, orienté vers le sud et incliné de 10°, se trouve dans les mêmes conditions thermiques que la plateforme horizontale près de Kharkov.

En hiver, les pentes raides exposées au sud sont mieux chauffées que les pentes douces (car le soleil est généralement bas au-dessus de l'horizon). En été, les pentes douces exposées au sud reçoivent plus de chaleur, tandis que les pentes raides reçoivent moins de chaleur qu'une surface horizontale. Les pentes orientées au nord de notre hémisphère reçoivent le moins de rayonnement en toutes saisons.

La dépendance de l'angle d'incidence des rayons du soleil sur la latitude géographique est assez complexe, puisqu'avec l'angle d'inclinaison existant de l'écliptique, la hauteur du Soleil en un endroit donné (c'est-à-dire l'angle d'incidence des rayons du soleil sur le plan de l'horizon) change non seulement chaque jour, mais aussi tout au long de l'année. L'altitude la plus élevée à midi à la latitude φ. Le soleil atteint 90° - φ les jours des équinoxes, le jour du solstice d'été 90° - φ +23°.5 et le jour du solstice d'hiver 90° - φ - 23°.5.

Par conséquent, le plus grand angle d'incidence des rayons solaires à midi à l'équateur dans une année varie de 90° à 66°,5, et au pôle de -23°,5 à + 23°,5, soit pratiquement de 0°. à + 23°.5 (puisque l'angle négatif caractérise le degré d'immersion du Soleil sous l'horizon).

La coque gazeuse de la Terre joue un rôle majeur dans la transformation du rayonnement solaire. Les particules d'air, la vapeur d'eau et les particules de poussière diffusent la lumière du soleil ; Grâce à cela, la journée est légère et en l'absence de soleil direct. L’atmosphère absorbe en outre une certaine quantité d’énergie rayonnante, c’est-à-dire la convertit en chaleur. Enfin, ce qui pénètre dans l’atmosphère est partiellement réfléchi dans l’espace. Les nuages sont des réflecteurs particulièrement puissants.

En conséquence, tout le rayonnement reçu à la limite de l'atmosphère n'atteint pas la surface de la Terre, mais seulement une partie de celle-ci, et, de plus, qualitativement (dans la composition spectrale) modifiée, puisque les ondes plus courtes que 0,3 μ, absorbées énergétiquement par l'oxygène et l'ozone, n'atteignent pas la surface de la Terre et les ondes visibles sont diffusées différemment.

Évidemment, en l’absence d’atmosphère, le régime thermique de la Terre serait différent de celui réellement observé. Pour un certain nombre de calculs et de comparaisons, il est souvent commode d'éliminer l'influence de l'atmosphère sur le rayonnement et d'avoir la notion de rayonnement sous sa forme pure. À cette fin, la constante solaire est calculée, c'est-à-dire la quantité de chaleur par minute. par 1 m² cm d'une surface noire (absorbant tout le rayonnement) perpendiculaire aux rayons du soleil, que la Terre recevrait à sa distance moyenne du Soleil et en l'absence d'atmosphère. La constante solaire est de 1,9 cal.

En présence d'une atmosphère, un facteur influençant le rayonnement, tel que la longueur du trajet d'un rayon solaire dans l'atmosphère, devient particulièrement important. Plus l’épaisseur d’air qu’un rayon solaire doit pénétrer est grande, plus il perdra d’énergie dans les processus de diffusion, de réflexion et d’absorption. La longueur du trajet du faisceau dépend directement de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon et donc de l'heure du jour et de la saison. Si la longueur du trajet d'un rayon solaire à travers l'atmosphère à une altitude solaire de 90° est considérée comme unité, alors la longueur du trajet à une altitude solaire de 40° doublera, à une altitude de 10° elle deviendra égale à 5,7, etc.

Pour le régime thermique de la surface terrestre, la durée de son illumination par le Soleil est également très importante. Étant donné que le soleil ne brille que pendant la journée, le facteur déterminant ici sera la durée du jour, qui change selon les saisons.

Enfin, il faut rappeler que même si l'intensité du rayonnement est mesurée par rapport à la surface qui absorbe tout le rayonnement, en réalité, l'énergie solaire tombant sur des corps de natures différentes n'est pas absorbée de manière égale. Le rapport entre le rayonnement réfléchi et le rayonnement incident est appelé albédo. On sait depuis longtemps que l'albédo des sols noirs, des roches légères, des zones herbeuses, de la surface d'un réservoir, etc. est très variable. Les sables clairs réfléchissent 30 à 35 %, les sols noirs (humus) 26 %, l'herbe verte 26 % du rayonnement. Pour de la neige fraîchement tombée, propre et sèche, l'albédo peut atteindre 97 %. Un sol humide absorbe le rayonnement différemment d'un sol sec : l'argile sèche bleue réfléchit 23 % du rayonnement, la même argile humide en réfléchit 16 %. Par conséquent, même avec le même afflux de rayonnement, dans les mêmes conditions de relief, différents points de la surface terrestre recevront différentes quantités de chaleur.

Parmi les facteurs périodiques qui déterminent le rythme connu des fluctuations du rayonnement, le changement des saisons revêt une importance particulière.

Au même point géographique et à différents moments de la journée, les rayons du soleil frappent la terre sous différents angles. En calculant cet angle et en connaissant les coordonnées géographiques, vous pouvez calculer avec précision le temps astronomique. L’effet inverse est également possible. À l'aide d'un chronomètre qui indique l'heure astronomique exacte, vous pouvez géoréférencer un point.

Tu auras besoin de

- gnomon ;
- règle;
- surface horizontale ;
- niveau de liquide pour établir une surface horizontale ;
- calculatrice;
- des tables de tangentes et cotangentes.

Instructions

Trouvez une surface strictement horizontale. Vérifiez-le à l'aide d'un niveau. Vous pouvez utiliser soit une bulle, soit un appareil électronique. Si vous utilisez un niveau à liquide, la bulle doit être exactement au centre. Pour faciliter les travaux ultérieurs, fixez une feuille de papier à la surface. Il est préférable d'utiliser du papier millimétré dans ce cas. Comme surface horizontale, vous pouvez prendre une feuille de contreplaqué épais et durable. Il ne devrait y avoir aucune dépression ni bosse dessus.
Dessinez un point ou une croix sur le papier millimétré. Installez le gnomon verticalement pour que son axe coïncide avec votre repère. Un gnomon est une tige ou un poteau installé strictement verticalement. Son sommet a la forme d'un cône pointu.
Au point final de l’ombre du gnomon, placez un deuxième point. Désignez-le comme le point A, et le premier comme le point C. La hauteur du gnomon doit vous être connue avec suffisamment de précision. Plus le gnomon est grand, plus le résultat est précis.
Mesurez la distance du point A au point C de toutes les manières possibles. Assurez-vous que les unités sont les mêmes que la hauteur du gnomon. Si nécessaire, convertissez-les aux unités les plus pratiques.
Sur une feuille de papier séparée, réalisez un dessin en utilisant les données obtenues. Le dessin doit donner un triangle rectangle dont l'angle droit C est l'emplacement du gnomon, le côté CA est la longueur de l'ombre et le côté CB est la hauteur du gnomon.
Calculez l'angle A en utilisant la tangente ou la cotangente en utilisant la formule tgA=BC/AC. Connaissant la tangente, déterminez l'angle réel.
L'angle obtenu est l'angle entre la surface horizontale et le rayon du soleil. L'angle d'incidence est l'angle entre la perpendiculaire abaissée à la surface et le rayon. Autrement dit, il est égal à 90º-A.

Mémo pour résoudre des problèmes sur le thème « La Terre en tant que planète du système solaire »

Pour effectuer des tâches visant à déterminer la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon en différents points situés sur le même parallèle, il est nécessaire de déterminer le méridien de midi à l'aide de données sur l'heure du méridien de Greenwich. Le méridien de midi est déterminé par la formule :

(12 heures - heure du méridien de Greenwich) * 15º - si le méridien est dans l'hémisphère oriental ;

(L'heure du méridien de Greenwich est de 12 heures) * 15º - si le méridien se trouve dans l'hémisphère occidental.

Plus les méridiens proposés dans le devoir sont proches du méridien de midi, plus le Soleil y sera haut ; plus il sera éloigné, plus il sera bas.

Exemple 1. .

Déterminez lequel des points indiqués par des lettres sur la carte de l'Australie, le 21 mars, sera situé le soleille plus élevé au-dessus de l'horizon à 5 heures du matin, heure solaire, méridien de Greenwich. Écrivez la justification de votre réponse.

Répondre. Au point A,

Le point A est plus proche que les autres points du méridien de midi (12 - 5)*15º = 120º est.

Exemple 2. Déterminez à quel point de la carte de l'Amérique du Nord le Soleil sera situé. le plus bas au-dessus de l'horizon à 18h00, heure du méridien de Greenwich. Écrivez votre raisonnement.

Répondre. Au point A (18-12)*15º =90 º

2. Effectuer des tâches pour déterminer la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon en différents points qui ne sont pas sur le même parallèle, et lorsqu'il y a une indication du jour du solstice d'hiver (22 décembre) ou d'été (22 juin), vous avez besoin

rappelez-vous que la Terre se déplace dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et que plus le point est à l'est, plus le Soleil se lèvera tôt au-dessus de l'horizon.;

analyser la position des points spécifiés dans la tâche par rapport aux cercles polaires et aux tropiques. Par exemple, si la question indique le jour - le 20 décembre, cela signifie un jour proche du solstice d'hiver, où la nuit polaire est observée sur le territoire au nord du cercle polaire arctique. Cela signifie que plus le point est situé au nord, plus le Soleil se lèvera tard au-dessus de l'horizon ; plus au sud, plus tôt.

Déterminez lequel des points indiqués par des lettres sur la carte de l'Amérique du Nord, le 20 décembre, le Soleil tout d'abord selon l'heure, le méridien de Greenwich s'élèvera au-dessus de l'horizon. Écrivez votre raisonnement.

Répondre. Au point C.

Le point A est situé à l'est du point C, et le point C est situé au nord (le 20 décembre, la durée du jour est d'autant plus courte qu'on se rapproche du pôle nord).

Déterminez lequel des parallèles : 20° N, 10° N, à l'équateur, 10° S ou 20° S. – la durée maximale du jour sera-t-elle observée le jour où la Terre est en orbite à la position indiquée sur la figure par le numéro 3 ? Justifiez votre réponse.

Répondre.La durée maximale sera à la latitude 20 S.

Au point 3, la Terre se trouve le jour du solstice d'hiver - le 22 décembre, dans des conditions de jour plus long - l'hémisphère sud. Le point A occupe la position la plus au sud.

Lequel des parallèles indiqués par des lettres sur la figure a les heures de clarté les plus courtes le 22 décembre ?

4. Pour déterminer la latitude géographique de la zone, la dépendance de l'angle d'incidence des rayons du soleil sur la latitude de la zone est prise en compte. Les jours de l'équinoxe(21 mars et 23 septembre), lorsque les rayons du Soleil tombent verticalement sur l'équateur, la formule est utilisée pour déterminer la latitude géographique :

90 º - angle d'incidence de la lumière solaire = latitude de la zone (le nord ou le sud est déterminé par l'ombre projetée par les objets).

Les jours des solstices (22 juin et 22 décembre), il faut tenir compte du fait que les rayons du Soleil tombent verticalement (sous un angle de 90º) sur le tropique (23,5 ºN et 23,5º S). Ainsi, pour déterminer la latitude d'une zone dans l'hémisphère éclairé (par exemple, le 22 juin dans l'hémisphère Nord), la formule est utilisée :

90º- (angle d'incidence de la lumière solaire - 23,5º) = latitude de la zone

Pour déterminer la latitude d'une zone dans l'hémisphère non éclairé (par exemple, le 22 décembre dans l'hémisphère Nord), la formule est utilisée :

90º - (angle d'incidence de la lumière solaire + 23,5º) = latitude de la zone

Exemple 1.

Déterminer les coordonnées géographiques d'un point si l'on sait que les jours d'équinoxe, le Soleil de midi s'y trouve au-dessus de l'horizon à une altitude de 40º (l'ombre de l'objet tombe vers le nord), et l'heure locale est en avance de 3 heures sur le méridien de Greenwich. Enregistrez vos calculs et votre raisonnement

Répondre. 50ºN, 60ºE

90 º - 40 º = 50 º ( latitude nord , car l'ombre des objets tombe vers le nord dans l'hémisphère nord)

(12-9)x15 =60º ( e.d. , car l'heure locale est en avance sur Greenwich, ce qui signifie que le point est situé plus à l'est)

Exemple 2.

Déterminer les coordonnées géographiques d'un point situé aux États-Unis si l'on sait que le 21 mars à 17 heures, heure solaire du méridien de Greenwich, il est midi en ce point et le Soleil est à une altitude de 50° au-dessus de l'horizon. Écrivez votre raisonnement.

Répondre. 40ºN, 75ºO

90 º -50 º =40 º ( latitude nord - parce que Les États-Unis sont dans l'hémisphère nord)

(17h -12h)*15 = 75º (h.d., car il est situé à 3 fuseaux horaires à l'ouest du méridien de Greenwich)

Exemple 3.

Déterminer la latitude géographique d'un lieu si l'on sait que le 22 juin le Soleil de midi s'y trouve au-dessus de l'horizon à une altitude de 35º latitude nord Notez vos calculs.

Répondre.78,5 º latitude nord

90 º -(35 º -23,5 º) = 78,5 N de latitude.

5. Pour déterminer le méridien (longitude géographique de la zone) sur lequel se situe le point, en fonction de l'heure du méridien de Greenwich et de l'heure solaire locale, il est nécessaire de déterminer le décalage horaire entre eux. Par exemple, s'il est midi (12 heures) sur le méridien de Greenwich et que l'heure solaire locale au point spécifié est 8 heures, la différence (12-8) est de 4 heures. La longueur d'un fuseau horaire est de 15º. Pour déterminer le méridien souhaité, le calcul est 4 x 15º = 60º. Pour déterminer l'hémisphère dans lequel se trouve un méridien donné, vous devez vous rappeler que la Terre tourne d'ouest en est (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre). Cela signifie que si le temps du méridien de Greenwich est supérieur à celui d'un point donné, le point est situé dans l'hémisphère occidental (comme dans l'exemple proposé). Si l’heure du méridien de Greenwich est inférieure à celle d’un point donné, le point se trouve dans l’hémisphère oriental.

Exemple.

Sur quel méridien se situe le point si l'on sait qu'à midi, heure du méridien de Greenwich, l'heure solaire locale est de 16 heures ? Écrivez votre raisonnement.

Répondre. Le point est situé sur le méridien 60º e.d.

16h. -12h. = 4 heures (décalage horaire)

4x15 º = 60 º

Longitude Est, car au point 16h00, alors qu'il est encore 12h00 à Greenwich (c'est-à-dire que le point est plus à l'est)