Uhol dopadu slnečného svetla na zemský povrch. Slnečné žiarenie

Zanechať komentár 6,950

Život na našej planéte závisí od množstva slnečného žiarenia a tepla. Je desivé si čo i len na chvíľu predstaviť, čo by sa stalo, keby na oblohe nebola taká hviezda ako Slnko. Každé steblo trávy, každý list, každý kvet potrebuje teplo a svetlo, ako ľudia vo vzduchu.

Uhol dopadu slnečných lúčov sa rovná výške slnka nad horizontom

Množstvo slnečného žiarenia a tepla, ktoré dopadá na zemský povrch, je priamo úmerné uhlu dopadu lúčov. Slnečné lúče môžu dopadnúť na Zem pod uhlom 0 až 90 stupňov. Uhol dopadu lúčov na zem je iný, pretože naša planéta je guľová. Čím je väčšia, tým je ľahšia a teplejšia.

Ak teda lúč prichádza pod uhlom 0 stupňov, kĺže len po povrchu zeme bez toho, aby ho ohrieval. Tento uhol dopadu sa vyskytuje na severnom a južnom póle, za polárnym kruhom. V pravom uhle dopadajú slnečné lúče na rovník a na povrch medzi Juh a

Ak je uhol dopadu slnečných lúčov na zem rovný, naznačuje to

Lúče na povrchu zeme a výška slnka nad horizontom sú teda rovnaké. Závisia od zemepisnej šírky. Čím bližšie k nulovej zemepisnej šírke, tým bližšie je uhol dopadu lúčov k 90 stupňom, čím vyššie je slnko nad obzorom, tým je teplejšie a jasnejšie.

Ako slnko mení svoju výšku nad horizontom

Výška slnka nad horizontom nie je konštantná. Naopak, stále sa to mení. Dôvodom je neustály pohyb planéty Zem okolo hviezdy Slnko, ako aj rotácia planéty Zem okolo vlastnej osi. Výsledkom je, že deň nasleduje po noci a ročné obdobia nasledujú po sebe.

Územie medzi trópomi dostáva najviac tepla a svetla; deň a noc sú tu takmer rovnako dlhé a slnko je na svojom zenite 2-krát do roka.

Povrch nad polárnym kruhom dostáva menej tepla a svetla, tu existujú také pojmy ako noc, ktorá trvá asi šesť mesiacov.

Dni jesennej a jarnej rovnodennosti

Existujú 4 hlavné astrologické dátumy, ktoré sú určené výškou slnka nad obzorom. 23. september a 21. marec sú dňami jesennej a jarnej rovnodennosti. To znamená, že výška slnka nad obzorom v septembri a marci v týchto dňoch je 90 stupňov.

Južné a sú rovnako osvetlené slnkom a dĺžka noci sa rovná dĺžke dňa. Keď na severnej pologuli začína astrologická jeseň, na južnej pologuli je naopak jar. To isté možno povedať o zime a lete. Ak je na južnej pologuli zima, na severnej pologuli je leto.

Dni letného a zimného slnovratu

22. jún a 22. december sú letné dni a 22. december má najkratší deň a najdlhšiu noc na severnej pologuli a zimné slnko je v najnižšej výške nad obzorom za celý rok.

Nad zemepisnou šírkou 66,5 stupňa je slnko pod obzorom a nevychádza. Tento jav, keď zimné slnko nevychádza k obzoru, sa nazýva polárna noc. Najkratšia noc nastáva na 67 stupňoch a trvá len 2 dni a najdlhšia noc nastáva na póloch a trvá 6 mesiacov!

December je mesiacom celého roka, kedy sú noci na severnej pologuli najdlhšie. Ľudia v strednom Rusku vstávajú do práce za tmy a tiež sa vracajú za tmy. Pre mnohých je to náročný mesiac, keďže nedostatok slnečného žiarenia ovplyvňuje fyzickú a psychickú pohodu ľudí. Z tohto dôvodu sa môže dokonca vyvinúť depresia.

V Moskve v roku 2016 bude východ slnka 1. decembra o 08:33. V tomto prípade bude dĺžka dňa 7 hodín 29 minút. Bude veľmi skoro, o 16.03. Noc bude mať 16 hodín 31 minút. Ukazuje sa teda, že dĺžka noci je 2-krát väčšia ako dĺžka dňa!

Tento rok je zimný slnovrat 21. decembra. Najkratší deň bude trvať presne 7 hodín. Potom bude rovnaká situácia trvať 2 dni. A počnúc 24. decembrom začne deň pomaly, ale isto prinášať zisk.

V priemere pribudne jedna minúta denného svetla denne. Na konci mesiaca bude východ slnka v decembri presne 9 hodín, čo je o 27 minút neskôr ako 1. decembra

22. júna je letný slnovrat. Všetko sa deje presne naopak. Počas celého roka je tento dátum najdlhším dňom a najkratšou nocou. To platí pre severnú pologuľu.

V Južnom je to naopak. S týmto dňom sa spájajú zaujímavé prírodné úkazy. Nad polárnym kruhom sa začína polárny deň, na severnom póle slnko nezapadne pod obzor 6 mesiacov. V júni sa v Petrohrade začínajú tajomné biele noci. Trvajú približne od polovice júna dva až tri týždne.

Všetky tieto 4 astrologické dátumy sa môžu zmeniť o 1-2 dni, pretože slnečný rok sa nie vždy zhoduje s kalendárnym rokom. K posunom dochádza aj počas priestupných rokov.

Výška slnka nad horizontom a klimatické podmienky

Slnko je jedným z najdôležitejších faktorov tvoriacich klímu. V závislosti od toho, ako sa zmenila výška slnka nad obzorom nad konkrétnou oblasťou zemského povrchu, sa menia klimatické podmienky a ročné obdobia.

Napríklad na Ďalekom severe dopadajú slnečné lúče pod veľmi malým uhlom a len kĺžu po povrchu zeme, pričom ho vôbec neohrievajú. Vďaka tomuto faktoru je tu mimoriadne drsné podnebie, je tu permafrost, studené zimy s mrazivým vetrom a snehom.

Čím vyššie je slnko nad horizontom, tým je podnebie teplejšie. Napríklad na rovníku je nezvyčajne horúco a tropické. Sezónne výkyvy sa v oblasti rovníka prakticky necítia, v týchto oblastiach je večné leto.

Meranie výšky slnka nad horizontom

Ako sa hovorí, všetko dômyselné je jednoduché. Tak je to tu. Prístroj na meranie výšky slnka nad horizontom je jednoducho jednoduchý. Ide o vodorovnú plochu so stožiarom v strede s dĺžkou 1 meter. Za slnečného dňa na poludnie vrhá pól svoj najkratší tieň. Pomocou tohto najkratšieho tieňa sa vykonávajú výpočty a merania. Musíte zmerať uhol medzi koncom tieňa a segmentom spájajúcim koniec tyče s koncom tieňa. Táto hodnota uhla bude uhol slnka nad horizontom. Toto zariadenie sa nazýva gnomon.

Gnómon je staroveký astrologický nástroj. Existujú aj iné prístroje na meranie výšky slnka nad horizontom, ako je sextant, kvadrant a astroláb.

Najdôležitejším zdrojom, z ktorého zemský povrch a atmosféra získavajú tepelnú energiu, je Slnko. Do kozmického priestoru posiela obrovské množstvo žiarivej energie: tepelnú, svetelnú, ultrafialovú. Elektromagnetické vlny vyžarované Slnkom sa pohybujú rýchlosťou 300 000 km/s.

Ohrievanie zemského povrchu závisí od uhla dopadu slnečných lúčov. Všetky slnečné lúče dopadajú na povrch Zeme navzájom rovnobežne, ale keďže je Zem guľová, slnečné lúče dopadajú na rôzne časti jej povrchu pod rôznymi uhlami. Keď je Slnko na svojom zenite, jeho lúče dopadajú vertikálne a Zem sa viac zahrieva.

Celý súbor žiarivej energie vysielanej Slnkom sa nazýva slnečné žiarenie, zvyčajne sa vyjadruje v kalóriách na jednotku plochy povrchu za rok.

Slnečné žiarenie určuje teplotný režim zemskej vzdušnej troposféry.

Treba si uvedomiť, že celkové množstvo slnečného žiarenia je viac ako dvojmiliardkrát väčšie ako množstvo energie prijatej Zemou.

Žiarenie dopadajúce na zemský povrch pozostáva z priameho a difúzneho.

Žiarenie, ktoré prichádza na Zem priamo zo Slnka vo forme priameho slnečného žiarenia pod bezoblačnou oblohou, sa nazýva rovno. Prenáša najväčšie množstvo tepla a svetla. Ak by naša planéta nemala atmosféru, zemský povrch by dostával len priame žiarenie.

Pri prechode atmosférou je však približne štvrtina slnečného žiarenia rozptýlená molekulami plynu a nečistotami a odchyľuje sa od priamej dráhy. Niektoré z nich sa dostanú na povrch Zeme a formujú sa rozptýlené slnečné žiarenie. Svetlo vďaka rozptýlenému žiareniu preniká do miest, kam nepreniká priame slnečné žiarenie (priame žiarenie). Toto žiarenie vytvára denné svetlo a dáva farbu oblohe.

Celkové slnečné žiarenie

Všetky slnečné lúče dopadajú na Zem celkové slnečné žiarenie, tj súhrn priameho a difúzneho žiarenia (obr. 1).

Ryža. 1. Celkové slnečné žiarenie za rok

Rozloženie slnečného žiarenia po zemskom povrchu

Slnečné žiarenie je na Zemi rozložené nerovnomerne. Záleží:

1. na hustote vzduchu a vlhkosti – čím sú vyššie, tým menej žiarenia dostáva zemský povrch;

2. v závislosti od zemepisnej šírky oblasti - množstvo žiarenia stúpa od pólov k rovníku. Množstvo priameho slnečného žiarenia závisí od dĺžky dráhy, ktorú slnečné lúče prechádzajú atmosférou. Keď je Slnko v zenite (uhol dopadu lúčov je 90°), jeho lúče dopadajú na Zem najkratšou dráhou a intenzívne odovzdávajú svoju energiu malej ploche. Na Zemi k tomu dochádza v pásme medzi 23° severnej šírky. w. a 23° j. sh., teda medzi trópomi. Keď sa od tejto zóny vzďaľujete na juh alebo sever, dĺžka dráhy slnečných lúčov sa zväčšuje, to znamená, že uhol ich dopadu na zemský povrch sa zmenšuje. Lúče začínajú dopadať na Zem pod menším uhlom, akoby sa kĺzali a približovali sa k dotyčnici v oblasti pólov. V dôsledku toho sa rovnaký tok energie rozloží na väčšiu plochu, takže množstvo odrazenej energie narastá. V oblasti rovníka, kde slnečné lúče dopadajú na zemský povrch pod uhlom 90°, je teda množstvo priameho slnečného žiarenia prijímané zemským povrchom vyššie a pri postupe smerom k pólom sa toto množstvo prudko zvyšuje. klesá. Okrem toho dĺžka dňa v rôznych ročných obdobiach závisí od zemepisnej šírky oblasti, ktorá určuje aj množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch;

3. z ročného a denného pohybu Zeme - v stredných a vysokých zemepisných šírkach sa prílev slnečného žiarenia veľmi mení podľa ročných období, čo súvisí so zmenami poludňajšej nadmorskej výšky Slnka a dĺžky dňa;

4. na charakter zemského povrchu – čím je povrch svetlejší, tým viac slnečného svetla odráža. Schopnosť povrchu odrážať žiarenie je tzv albedo(z latinského belosť). Sneh odráža žiarenie obzvlášť silno (90 %), piesok slabšie (35 %) a čierna pôda ešte slabšie (4 %).

Zemský povrch absorbuje slnečné žiarenie (absorbované žiarenie), zahrieva a vyžaruje teplo do atmosféry (odrazené žiarenie). Spodné vrstvy atmosféry do značnej miery blokujú pozemské žiarenie. Žiarenie absorbované zemským povrchom sa spotrebuje na ohrev pôdy, vzduchu a vody.

Tá časť celkového žiarenia, ktorá zostane po odraze a tepelnom žiarení zemského povrchu, sa nazýva radiačnej bilancie. Radiačná bilancia zemského povrchu sa mení počas dňa a podľa ročných období, no v priemere za rok má všade kladnú hodnotu, s výnimkou ľadových púští Grónska a Antarktídy. Radiačná bilancia dosahuje maximálne hodnoty v nízkych zemepisných šírkach (medzi 20° s. š. a 20° j. š.) - nad 42*102 J/m2, v zemepisnej šírke okolo 60° na oboch pologuliach klesá na 8*102 - 13*102 J/m2.

Slnečné lúče odovzdávajú až 20 % svojej energie atmosfére, ktorá je rozložená po celej hrúbke vzduchu, a preto je ohrievanie vzduchu, ktoré spôsobujú, relatívne malé. Slnko ohrieva povrch Zeme, ktorý odovzdáva teplo atmosférickému vzduchu v dôsledku konvekcia(z lat. konvekcia- dodanie), teda vertikálny pohyb vzduchu ohriateho na zemskom povrchu, na miesto ktorého klesá chladnejší vzduch. Takto atmosféra prijíma väčšinu svojho tepla – v priemere trikrát viac ako priamo zo Slnka.

Prítomnosť oxidu uhličitého a vodnej pary nedovoľuje teplu odrážanému od zemského povrchu voľne uniknúť do vesmíru. Tvoria Skleníkový efekt, vďaka čomu teplotný rozdiel na Zemi počas dňa nepresiahne 15 °C. Pri absencii oxidu uhličitého v atmosfére by sa zemský povrch cez noc ochladil o 40-50 °C.

V dôsledku narastajúceho rozsahu ľudskej hospodárskej činnosti - spaľovania uhlia a ropy v tepelných elektrárňach, emisií z priemyselných podnikov a nárastu emisií automobilov - sa zvyšuje obsah oxidu uhličitého v atmosfére, čo vedie k zvýšeniu v skleníkovom efekte a ohrozuje globálnu zmenu klímy.

Slnečné lúče, ktoré prešli atmosférou, dopadajú na povrch Zeme a zahrievajú ho, čo zase odovzdáva teplo atmosfére. To vysvetľuje charakteristický rys troposféry: pokles teploty vzduchu s výškou. Existujú však prípady, keď sa vyššie vrstvy atmosféry ukážu byť teplejšie ako nižšie. Tento jav sa nazýva teplotná inverzia(z lat. inversio – obracanie sa).

Zmeny v príleve tepla v krátkych časových úsekoch a jeho nerovnomerné rozloženie v krajinnom obale ovplyvňuje množstvo okolností, z ktorých budeme považovať za najdôležitejšie.

Malé periodické zmeny žiarenia závisia predovšetkým od toho, že Zem obieha okolo Slnka po eliptickej dráhe, a teda sa mení jej vzdialenosť od Slnka. V perihéliu, teda v bode dráhy najbližšie k Slnku (Zem je tam v súčasnej dobe 1. januára), je vzdialenosť 147 miliónov km; v aféliu, teda najvzdialenejšom bode obežnej dráhy od Slnka (3. júla), je táto vzdialenosť už 152 miliónov km; rozdiel je 5 miliónov km. V súlade s tým na začiatku januára radiácia vzrastie o 3,4 % v porovnaní s priemerom (t. j. prepočítaným na priemernú vzdialenosť Zeme od Slnka) a začiatkom júla sa zníži o 3,5 %.

Veľmi dôležitým faktorom, ktorý určuje množstvo žiarenia prijímaného konkrétnou oblasťou zemského povrchu, je uhol dopadu slnečných lúčov. Ak J je intenzita žiarenia, keď lúče dopadajú vertikálne, potom keď sa stretnú s povrchom pod uhlom α, intenzita žiarenia bude J sin α: čím ostrejší je uhol, tým väčšia je plocha energie zväzku lúčov. by mala byť distribuovaná, a preto tým menej bude na jednotku plochy.

Uhol, ktorý zvierajú slnečné lúče so zemským povrchom, závisí od terénu, zemepisnej šírky a výšky Slnka nad obzorom, ktorá sa mení počas dňa aj počas roka.

Na nerovnom teréne (bez ohľadu na to, či hovoríme o horách alebo malých nerovných plochách) sú rôzne prvky reliéfu osvetlené Slnkom rôzne. Na slnečnom svahu je uhol dopadu lúčov väčší ako na rovine na úpätí kopca, ale na opačnom svahu je tento uhol veľmi malý. V blízkosti Leningradu je svah orientovaný na juh a sklonený pod uhlom 10° v rovnakých tepelných podmienkach ako horizontálna plošina pri Charkove.

V zime sú strmé svahy orientované na juh vyhrievané lepšie ako mierne (keďže Slnko je vo všeobecnosti nízko nad obzorom). Mierne svahy s južnou expozíciou dostávajú v lete viac tepla, kým strmé svahy menej tepla ako vodorovný povrch. Severne orientované svahy na našej pologuli dostávajú najmenej žiarenia vo všetkých ročných obdobiach.

Závislosť uhla dopadu slnečných lúčov od zemepisnej šírky je pomerne zložitá, keďže pri existujúcom uhle sklonu ekliptiky sa výška Slnka v danom mieste (čo znamená uhol dopadu slnečných lúčov na rovina horizontu) sa mení nielen za deň, ale aj počas roka. Najvyššia poludňajšia nadmorská výška na zemepisnej šírke φ. Slnko dosahuje v dňoch rovnodenností 90° - φ, v deň letného slnovratu 90° - φ +23°.5 a v deň zimného slnovratu 90° - φ - 23°.5.

V dôsledku toho sa najväčší uhol dopadu slnečných lúčov na poludnie na rovníku v roku pohybuje od 90° do 66°,5 a na póle od -23°,5 do + 23°,5, t.j. prakticky od 0°. do + 23 °,5 (keďže záporný uhol charakterizuje veľkosť ponorenia Slnka pod horizont).

Plynný obal Zeme hrá hlavnú úlohu pri premene slnečného žiarenia. Častice vzduchu, vodná para a prachové častice rozptyľujú slnečné svetlo; Vďaka tomu je deň svetlý a bez priameho slnečného žiarenia. Atmosféra navyše pohlcuje určité množstvo sálavej energie, t.j. premieňa ju na teplo. Nakoniec to, čo vstúpi do atmosféry, sa čiastočne odráža späť do vesmíru. Oblaky sú obzvlášť silné reflektory.

Výsledkom je, že nie všetko žiarenie prijaté na hranici atmosféry dosiahne zemský povrch, ale iba jeho časť, a navyše kvalitatívne (v spektrálnom zložení) zmenené, pretože vlny kratšie ako 0,3 μ, energeticky absorbované kyslíkom a ozón, nedosahujú zemský povrch a viditeľné vlny sú rozptýlené inak.

Je zrejmé, že pri absencii atmosféry by bol tepelný režim Zeme odlišný od toho, čo sa v skutočnosti pozoruje. Pre množstvo výpočtov a porovnaní je často vhodné eliminovať vplyv atmosféry na žiarenie a mať pojem žiarenia v čistej forme. Na tento účel sa vypočíta takzvaná slnečná konštanta, teda množstvo tepla za minútu. na 1 štvorcový cm čierneho povrchu (pohlcujúceho všetko žiarenie) kolmého na slnečné lúče, ktoré by Zem prijímala vo svojej priemernej vzdialenosti od Slnka a pri absencii atmosféry. Solárna konštanta je 1,9 cal.

V prítomnosti atmosféry sa stáva obzvlášť dôležitý faktor ovplyvňujúci žiarenie, ako je dĺžka dráhy slnečného lúča v atmosfére. Čím väčšiu hrúbku vzduchu musí slnečný lúč preniknúť, tým viac energie stratí v procesoch rozptylu, odrazu a absorpcie. Dĺžka dráhy lúča priamo závisí od výšky Slnka nad horizontom, a teda od dennej doby a ročného obdobia. Ak sa dĺžka dráhy slnečného lúča cez atmosféru v slnečnej výške 90° berie ako jednota, potom sa dĺžka dráhy pri slnečnej výške 40° zdvojnásobí, vo výške 10° sa bude rovnať 5,7, atď.

Pre tepelný režim zemského povrchu je veľmi dôležitá aj dĺžka jeho osvetlenia Slnkom. Keďže Slnko svieti len cez deň, určujúca tu bude dĺžka dňa, ktorá sa mení s ročnými obdobiami.

Nakoniec je potrebné pripomenúť, že hoci sa intenzita žiarenia meria vo vzťahu k povrchu, ktorý pohlcuje všetko žiarenie, v skutočnosti slnečná energia dopadajúca na telesá rôzneho charakteru nie je absorbovaná rovnako. Pomer odrazeného žiarenia k dopadajúcemu žiareniu sa nazýva albedo. Už dlho je známe, že albedo čiernej pôdy, svetlých skál, trávnatých plôch, povrchu nádrže atď. sa veľmi líši. Svetlé piesky odrážajú 30-35%, čierna pôda (humus) 26%, zelená tráva 26% žiarenia. Pre čerstvo napadaný čistý a suchý sneh môže albedo dosiahnuť 97%. Vlhká pôda absorbuje žiarenie inak ako suchá: modrá suchá hlina odráža 23 % žiarenia, rovnaká mokrá hlina odráža 16 %. V dôsledku toho, dokonca aj pri rovnakom príleve žiarenia, za rovnakých podmienok reliéfu, dostanú rôzne body na zemskom povrchu rôzne množstvá tepla.

Z periodických faktorov, ktoré určujú známy rytmus pri výkyvoch žiarenia, má mimoriadny význam zmena ročných období.

V tom istom geografickom bode v rôznych denných dobách dopadajú slnečné lúče na Zem pod rôznymi uhlami. Výpočtom tohto uhla a znalosti geografických súradníc môžete presne vypočítať astronomický čas. Možný je aj opačný efekt. Pomocou chronometra, ktorý ukazuje presný astronomický čas, môžete georeferencovať bod.

Budete potrebovať

- gnomon;
- pravítko;
- vodorovný povrch;
- hladina kvapaliny na vytvorenie vodorovného povrchu;
- kalkulačka;
- tabuľky dotyčníc a kotangens.

Inštrukcie

Nájdite striktne vodorovný povrch. Skontrolujte to pomocou úrovne. Môžete použiť buď bublinu alebo elektronické zariadenie. Ak používate hladinu kvapaliny, bublina by mala byť presne v strede. Pre uľahčenie ďalšej práce pripevnite k povrchu list papiera. V tomto prípade je najlepšie použiť milimetrový papier. Ako vodorovný povrch si môžete vziať list hrubej, odolnej preglejky. Nemali by na ňom byť žiadne priehlbiny ani hrbolčeky.
Nakreslite bodku alebo krížik na milimetrový papier. Nainštalujte gnomon vertikálne tak, aby sa jeho os zhodovala s vašou značkou. gnomon je tyč alebo tyč inštalovaná striktne vertikálne. Jeho vrchol má tvar ostrého kužeľa.
Na koncový bod gnomonovho tieňa umiestnite druhý bod. Označte ho ako bod A a prvý ako bod C. Výška gnómonu by vám mala byť známa s dostatočnou presnosťou. Čím väčší je gnomon, tým presnejší je výsledok.
Zmerajte vzdialenosť z bodu A do bodu C akýmkoľvek spôsobom. Uistite sa, že jednotky sú rovnaké ako výška gnómonu. V prípade potreby preveďte na najvhodnejšie jednotky.
Na samostatnom hárku papiera urobte kresbu pomocou získaných údajov. Výsledkom kresby by mal byť pravouhlý trojuholník, ktorého pravý uhol C je umiestnenie gnómonu, strana CA je dĺžka tieňa a strana CB je výška gnómonu.
Vypočítajte uhol A pomocou dotyčnice alebo kotangens pomocou vzorca tgA=BC/AC. Keď poznáte dotyčnicu, určte skutočný uhol.
Výsledný uhol je uhol medzi vodorovným povrchom a slnečným lúčom. Uhol dopadu je uhol medzi kolmicou spustenou k povrchu a lúčom. To znamená, že sa rovná 90º-A.

Poznámka na riešenie problémov na tému „Zem ako planéta slnečnej sústavy“

Na splnenie úloh na určenie výšky Slnka nad horizontom v rôznych bodoch nachádzajúcich sa na tej istej rovnobežke je potrebné určiť poludník pomocou údajov o čase greenwichského poludníka. Poledný poludník je určený vzorcom:

(12 hodín - čas greenwichského poludníka) * 15º - ak je poludník na východnej pologuli;

(Čas greenwichského poludníka je 12 hodín) * 15º - ak je poludník na západnej pologuli.

Čím bližšie sú meridiány navrhované v zadaní k poludníku poludnia, tým vyššie v nich bude Slnko, čím ďalej, tým nižšie.

Príklad 1 .

Určte, ktorý z bodov označených písmenami na mape Austrálie bude 21. marca umiestnený Slnkonajvrchnejšie nad obzorom o 5:00 slnečného času Greenwichský poludník. Zapíšte si zdôvodnenie svojej odpovede.

Odpoveď. V bode A,

Bod A je bližšie ako ostatné body k poludníku (12 - 5)*15º =120º východne.

Príklad 2 Určte, na ktorom z písmen na mape Severnej Ameriky sa bude nachádzať Slnko najnižšie nad obzorom o 18:00 greenwichského poludníka. Napíšte svoje zdôvodnenie.

Odpoveď. V bode A (18-12)*15º =90 º

2. Splniť úlohy na určenie výšky Slnka nad obzorom v rôznych bodoch, ktoré nie sú na rovnakej rovnobežke, a keď je údaj o dni zimného (22. decembra) alebo letného (22. júna) slnovratu, potrebuješ

pamätajte, že Zem sa pohybuje proti smeru hodinových ručičiek a čím ďalej na východ je bod, tým skôr Slnko vyjde nad horizont.;

analyzovať polohu bodov špecifikovaných v úlohe vo vzťahu k polárnym kruhom a obratníkom. Napríklad, ak otázka označuje deň - 20. december, znamená to deň blízky zimnému slnovratu, kedy sa na území severne od polárneho kruhu pozoruje polárna noc. To znamená, že čím severnejšie sa bod nachádza, tým neskôr Slnko vyjde nad horizont, čím južnejšie, tým skôr.

Určte, ktorý z bodov označených písmenami na mape Severnej Ameriky je 20. decembra Slnko po prvé podľa času vystúpi nad horizont greenwichský poludník. Napíšte svoje zdôvodnenie.

Odpoveď. V bode C.

Bod A sa nachádza východne od bodu C a bod C severne (20. decembra je dĺžka dňa kratšia, čím bližšie k severnému pólu).

Určte, ktorá z rovnobežiek: 20° severnej šírky, 10° severnej šírky na rovníku, 10° j. š. alebo 20° j. – bude maximálna dĺžka dňa dodržaná v deň, keď bude Zem na obežnej dráhe v polohe znázornenej na obrázku ako číslo 3? Svoju odpoveď zdôvodnite.

Odpoveď.Maximálne trvanie bude na 20 S.

V bode 3 sa Zem nachádza v deň zimného slnovratu - 22. decembra, v podmienkach dlhšieho denného svetla - Južná pologuľa. Bod A zaberá najjužnejšiu polohu.

Ktorá z rovnobežiek označených písmenami na obrázku má 22. decembra najkratší denný deň?

4. Na určenie zemepisnej šírky oblasti sa berie do úvahy závislosť uhla dopadu slnečných lúčov od zemepisnej šírky oblasti. V dňoch rovnodennosti(21. marca a 23. septembra), keď lúče Slnka dopadajú vertikálne na rovník, na určenie zemepisnej šírky sa používa vzorec:

90 º - uhol dopadu slnečného svetla = zemepisná šírka oblasti (sever alebo juh je určený tieňom vrhaným objektmi).

V dňoch slnovratu (22. júna a 22. decembra) je potrebné vziať do úvahy, že lúče Slnka dopadajú vertikálne (pod uhlom 90º) na obratník (23.5. º N a 23,5º S). Preto sa na určenie zemepisnej šírky oblasti na osvetlenej pologuli (napríklad 22. júna na severnej pologuli) používa vzorec:

90º- (uhol dopadu slnečného svetla - 23,5º) = zemepisná šírka oblasti

Na určenie zemepisnej šírky oblasti na neosvetlenej pologuli (napríklad 22. decembra na severnej pologuli) sa používa vzorec:

90º - (uhol dopadu slnečného svetla + 23,5º) = zemepisná šírka oblasti

Príklad 1

Určte geografické súradnice bodu, ak je známe, že v dňoch rovnodennosti tam stojí poludňajšie Slnko nad obzorom vo výške 40º (tieň objektu padá na sever) a miestny čas je o 3 hodiny pred Greenwichským poludníkom. Zaznamenajte si svoje výpočty a úvahy

Odpoveď. 50ºN, 60ºE

90 º - 40 º = 50 º ( severnej zemepisnej šírky , pretože tieň objektov padá na sever na severnej pologuli)

(12-9)x15 =60º ( e.d. , pretože miestny čas je pred Greenwichom, čo znamená, že bod sa nachádza východnejšie)

Príklad 2

Určte geografické súradnice bodu nachádzajúceho sa v USA, ak je známe, že 21. marca o 17:00 slnečného času greenwichského poludníka je v tomto bode poludnie a Slnko je vo výške 50° nad obzorom. Napíšte svoje zdôvodnenie.

Odpoveď. 40ºN, 75ºW

90 º -50 º =40 º ( severnej zemepisnej šírky - pretože USA ležia na severnej pologuli)

(17h - 12h)*15 = 75º (h.d., pretože sa nachádza 3 časové pásma západne od greenwichského poludníka)

Príklad 3

Určte zemepisnú šírku miesta, ak je známe, že 22. júna tam stojí poludňajšie Slnko nad obzorom vo výške 35º severnej zemepisnej šírky Zapíšte si svoje výpočty.

Odpoveď.78,5 º severnej zemepisnej šírky

90 º -(35 º -23.5 º) = 78.5 N zemepisnej šírky.

5. Na určenie poludníka (geografickej dĺžky oblasti), na ktorom sa bod nachádza, na základe času greenwichského poludníka a miestneho slnečného času je potrebné určiť časový rozdiel medzi nimi. Napríklad, ak je poludnie (12 hodín) na greenwichskom poludníku a miestny slnečný čas v určenom bode je 8 hodín, rozdiel (12-8) je 4 hodiny. Dĺžka jedného časového pásma je 15º. Na určenie požadovaného meridiánu sa vypočíta 4 x 15º = 60º. Na určenie hemisféry, v ktorej sa daný poludník nachádza, je potrebné pamätať na to, že Zem sa otáča zo západu na východ (proti smeru hodinových ručičiek). To znamená, že ak je čas Greenwichského poludníka väčší ako v danom bode, bod sa nachádza na západnej pologuli (ako v navrhovanom príklade). Ak je čas greenwichského poludníka kratší ako v danom bode, bod sa nachádza na východnej pologuli.

Príklad.

Na ktorom poludníku sa bod nachádza, ak je známe, že na poludnie greenwichského poludníka je miestny slnečný čas 16 hodín? Napíšte svoje zdôvodnenie.

Odpoveď. Bod sa nachádza na poludníku 60º e.d.

16h. -12h. = 4 hodiny (časový rozdiel)

4x15º = 60º

Východná dĺžka, pretože v bode 16:00, keď je ešte 12:00 v Greenwichi (t. j. bod je východnejšie)