Понятие о горизонте. Стороны горизонта. Способ ориентирования на местности

ПЛАН И КАРТА

Вспомните! Что такое географическая карта? Из каких элементов она состоит? Какие трудности возникают при изображении шарообразной формы Земли на плоскости? С помощью каких средств они снимаются? К каким неточностям приводит изображение земного шара на плоскости? Как классифицируют карты по содержанию и масштабу? Чем карта отличается от плана?

Горизонтом называется часть земной поверхности, наблюдаемая на открытой местности. Линия горизонта — граница видимого пространства, где нам кажется, что небо сходится с землей. При поднятии наблюдателя дальность видимого горизонта увеличивается. У человека среднего роста, стоящего на ровной местности, она около 5 км, при подъеме на 100 м — около 40 км, на 1000 м — около 120 км и т. д.

Для ориентирования на местности надо знать стороны горизонта.

Основные стороны горизонта — север, восток, юг и запад, промежуточные — северо-восток, юго-восток, юго-запад, севе­ро-запад. Направление географического меридиана, идущего по поверхности земного шара от Северного до Южного полюса, показывает полуденная линия. В полдень, когда Солнце находится в южной стороне небосвода (для жителей нашей страны это справедливо всегда), тень от предметов (она при этом самая короткая) падает строго на север. Если встать лицом к северу, сзади будет юг, справа — восток, слева — запад. Ночью можно ориентироваться по Полярной звезде, которая находится почти над точкой севера.

Надежнее и удобнее в любую погоду ориентироваться по компасу, синяя стрелка которого указывает на север. Однако магнитная стрелка компаса располагается вдоль магнитного, а не географического меридиана, которые обычно не совпадают, так как не совпадают географические и магнитные полюса.

Рис. 3. Магнитное склонение:

1 — истинный географический меридиан,

2 — магнитный меридиан

Чтобы найти точное направление на север, надо учитывать угол между северным направлением геогра­фического меридиана и направлением север­ного конца магнитной стрелки, называемый магнитным склонением. Магнитное склоне­ние бывает восточное и западное. При откло­нении северного (синего) конца магнитной стрелки компаса к востоку от географиче­ского меридиана склонение называется вос­точным и имеет знак плюс (положительное), при склонении к западу — западным и име­ет знак минус (отрицательное). Магнитное склонение указывается обязательно на всех топографических картах. Например, магнит­ное склонение Москвы +8° (рис. 3). Чтобы узнать направление географического мери­диана, надо от направления северного конца магнитной стрелки компаса отсчитать к за­паду 8°, т. е. вычесть 8°. Это и будет направ­ление на север.

Полезно знать и местные признаки, по которым можно ориен­тироваться в пространстве. В основе большинства из них лежит меньшее количество солнечного тепла, получаемого с северной стороны горизонта. Так, например, с северной стороны у деревьев, растущих на открытой местности, беднее крона; у пней меньше толщина годовых колец; влажнее сторона зданий, камней, больше стволов деревьев со мхами и лишайниками; пятна-снежинки на скло­нах (весной). А муравейники обычно располагаются к югу от пней и деревьев, с юга на стволах хвойных деревьев больше выделяется смолы и т. д.

Для точного определения направления на объект надо указы­вать географический (истинный) азимут — угол, который отсчиты­вают от северного конца географического меридиана по часовой стрелке до направления на предмет (от 0 до 360°).

Масштаб. Измерение расстояний по планам, картам и глобусу

Для измерения расстояний по планам, картам и глобусу надо уметь пользоваться масштабом, который показывает степень уменьшения длины линии на плане, карте или глобусе по сравне­нию с действительным расстоянием на местности. Масштабы бы­вают численные, именованные и графические (линейные и по­перечные).

Численный масштаб выражается дробью, где в числителе еди­ница, а в знаменателе число т, показывающее, во сколько раз расстояние на карте меньше истинного расстояния на местности,

т. е. степень уменьшения. Например: М == 1/n = 1/100000 означает, что на карте длина уменьшена в 100 000 раз по сравнению с местностью. Числитель и знаменатель даются в одинаковых измерениях (сантиметрах). Очевидно, что чем больше знаменатель, тем меньше (мельче) изображение объектов на карте.

Численный масштаб обычно сопровождают пояснением, ука­зывающим соотношение длин линий на карте и на местности. В нашем примере 1 см соответствует 1 км (100000 см). Это так называемый именованный масштаб. Его указывают на всех картах.

Для непосредственного определения по картам и планам рас­стояний служит линейный масштаб. Это график, поме­щаемый внизу карты в виде линейки, разделенной на сантиметры, так называемой масштабной линейки: справа от нуля у каждого деления линейки (например, сантиметрового) подписано истинное расстояние на местности, равное одному, двум, или нескольким величинам масштаба. В нашем примере это 1, 2, 3 км и т. д. Слева от нуля 1 см линейки разбивают на меньшие деления, например, на миллиметры, для получения более точных резуль­татов. Измеряют расстояние по карте линейкой или циркулем, переносят это расстояние на масштабную линейку и без допол­нительных расчетов получают искомое расстояние. При этом не­избежны ошибки, которые зависят от масштаба и проекции кар­ты. Чем крупнее масштаб карты, тем точнее измеренные рас­стояния.

Глобус — объемная модель Земли. Он показывает шарообраз­ную форму нашей планеты. На глобусе материки, океаны, острова, реки и другие объекты Земли изображаются в неискаженном виде, сохраняют свою форму, длину, площадь, в отличие от карт. На­правления на глобусе совпадают с направлениями на Земле. У глобуса всюду один и тот же масштаб, который обычно надпи­сывается в южной части Тихого океана. Масштабы школьных глобусов весьма мелкие: 1:50 000 000, т. е. в 1 см — 500 км, истин­ное расстояние на нем уменьшено в 50 000 000 раз. Для опреде­ления расстояний по глобусу надо ниткой или полоской бумаги измерить расстояние между заданными пунктами и, зная масштаб глобуса, вычислить истинное расстояние с помощью пропорции.

План и карта и их основные отличия

План—это чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе в условных знаках.

Карта (от греч. chartes — лист) — уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли на плоскости, построенное в той или иной картографической проекции и масштабе, т. е. по мате­матическому закону.

Чем же план отличается от карты?

1. На плане изображаются небольшие участки земной поверх­ности: школьный участок, землепользование колхоза или совхоза, поселок и т. д. План можно сравнить с аэрофотоснимком, который также изображает небольшой участок местности, снятый сверху. Но в отличие от аэрофотоснимка предметы на плане показыва­ются условными знаками и имеют надписи. Планы вычерчива­ются в крупных масштабах (1:5000 и крупные) и составляются непосредственно на местности или по аэрофотоснимкам. На кар­тах изображаются гораздо большие территории и в более мелких, чем план, масштабах. При этом используются разнообразные ма­териалы в зависимости от содержания карты, в том числе косми­ческие снимки.

2. На план наносятся все объекты и детали местности в за­данном масштабе. На карты отбираются в зависимости от их содержания и назначения самые существенные объекты и свой­ства.

3. При вычерчивании плана кривизна земной поверхности из-за ничтожно малой величины не учитывается, допускается, что изображаемые участки плоские. Все предметы показываются та­кими, какие они есть на самом деле, без искажений, сохраняется их форма и очертания, только размер уменьшается в соответствии с масштабом. При построении карт обязательно учитывается шарообразность Земли, поэтому неизбежны искажения объектов. Причем те из объектов, показ которых необходим, но они не про­ходят в масштабе карты, изображают внемасщтабными знаками.

4. На планах нет градусной сетки, а на картах непременно есть меридианы и параллели.

5. На планах направлением на север считается направление вверх, на юг — вниз, на запад — слева, на восток — справа. Его показывают дополнительно стрелкой с обозначением север — юг. На картах направление север — юг определяют меридианы, запад — восток — параллели. Они могут быть не только прямыми линиями, но и дугами разной кривизны в зависимости от проек­ции карт.

Градусная сеть и ее элементы

Градусная сеть — система меридианов и параллелей на геогра­фических картах и глобусах, которая служит для отсчета геогра­фических координат точек земной поверхности — широты и дол­готы.

Построение градусной сети возможно потому, что шарообраз­ная Земля вращается вокруг оси, обусловливая существование двух неподвижных точек — полюсов, которые и являются точками отсчета.

Географические полюса — Северный и Южный — точки пере­сечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхно­стью. На полюсах нет сторон горизонта.

Экватор (лат. aequator — уравнитель) — линия пересечения земного шара плоскостью, прохо­дящей через центр Земли перпен­дикулярно оси ее вращения. Эк­ватор делит земной шар на два полушария — северное и южное. Его длина около 40 076 км.

Рис. 4. Географические координаты:

ф°— географическая широта, А°—гео­графическая долгота

Параллели (греч. parallelos — идущие рядом) линии сечения по­верхности земного шара плоскос­тями, параллельными плоскости экватора. Иначе — это линии на поверхности Земли, проведенные параллельно экватору. Длина па­раллелей уменьшается от экватора к полюсам, поэтому длина дуги 1 ° разных параллелей неодина­кова.

Меридианы (лат. meridianus — полуденный) — линии сечения земной поверхности плоскостями, проходящими через ось вращения Земли и соответственно через оба ее полюса. Полная длина земного меридиана —около 40009 км. Длина 1° меридиана в среднем 111,1 км. Из-за сплюс­нутости Земли она больше (111,7 км) у полюсов и меньше у эк­ватора (110,6 км). Направление меридиана определяется в полдень по самой короткой тени вертикальных предметов.

Градусная сеть позволяет определить местоположение любой точки на земной поверхности с помощью географических коорди­нат — широты и долготы (рис. 4).

Географическая широта — угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке, иначе — угловое расстояние точки от экватора. Изменяется от 0 (экватор) до 90° (полюса). Различают северную и южную широту. Все точки, лежащие на од­ной параллели, имеют одинаковую географическую широту. На глобусе параллели подписывают на нулевом и 180° меридианах, на картах — на боковых рамках. На практике географическую широ­ту определяют по небесным светилам с помощью прибора секс­танта. Кроме того, в северном полушарии можно ориентироваться приблизительно по высоте Полярной звезды над горизонтом, кото­рая расположена близ Северного полюса мира (на угловом рас­стоянии от него 55').

Географическая долгота — двугранный угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, про­ходящего через данную точку, иначе — угловое расстояние точки от начального меридиана. За начальный (нулевой) меридиан по международному соглашению принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в пригороде Лондона. К востоку от него — долгота восточная, к западу — западная. Долгота изменя­ется от 0 до 180°. Все точки, лежащие на одном меридиане, имеют одинаковую долготу. На глобусе меридианы подписываются на экваторе, на картах — на верхней и нижней рамках. На практике географическую долготу определяют по разнице местного времени между нулевым меридианом и меридианом пункта наблюдения.

Картографические проекции

Наиболее точное изображение Земли — глобус. Изобразить поверхность земного шара на плоскости без искажений невозможно при любой картографической проекции. Картографическая проек­ция — математический способ изображения земного тара (эллип­соида) на плоскости. Чем мельче масштаб карты, тем сущест­веннее искажения. На крупномасштабных картах искажения практически неощутимы. Выделяют четыре вида искажений на картах: длин, площадей, углов и форм объектов.

По характеру искажений картографические- проекции подраз­деляются на равноугольные, при которых сохраняются углы и формы объектов, но искажаются длины и площади; равновеликие, при которых сохраняются площади, но сильно изменены углы и форма объектов; произвольные, при которых есть искажения длин, площадей и углов, но они распределяются на карте определенным образом. Среди них особо выделяют равнопромежуточные проек­ции, при которых нет искажения длин либо по параллели, либо по меридиану.

Масштаб, указанный на картах, справедлив только на линиях и в точках нулевых искажений. Он называется главным. Во всех остальных частях карты масштаб меньше главного и называется частным. Для его определения нужны специальные расчеты.

Чтобы определить характер и величину искажений на карте, надо сравнить градусную сеть карты и глобуса. На глобусе все параллели находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, все меридианы равны между собой и пересекаются с параллелями под прямым углом. Поэтому все ячейки градусной сети между соседними параллелями имеют одинаковые размеры и форму, а клетки между меридианами расширяются и увеличиваются от полюсов к экватору.

Искажение длин заключается в том, что масштаб длин изме­няется на карте с переменой места и направления. Признак — разные по величине отрезки меридианов между соседними парал­лелями.

Искажение площадей состоит в изменении на карте масштаба площади. Признак — неодинаковая величина и форма ячеек меж­ду соседними параллелями.

Искажение углов заключается в том, что углы на карте между определенными направлениями не соответствуют таковым на мест­ности. Признак — отклонение от прямых углов между паралле­лями и меридианами на карте.

Искажение форм объектов состоит в том, что формы участков и географических объектов на карте не соответствуют им в натуре. Признак — формы клеток на одной и той же широте различ­ны, а площади их одинаковы.

Так как карты строятся на основании математических расче­тов, можно, зная характер искажений и учитывая их, получить довольно точные нужные результаты.

Картографические проекции подразделяются и по виду вспо­могательной поверхности, которая используется при переходе от шара (эллипсоида) к плоскости. Среди них наиболее распро­страненными являются цилиндрические — проектирование шара ведется как бы на поверхность цилиндра; конические — вспомога­тельная поверхность — конус; азимутальные — вспомогательной поверхностью служит плоскость. Для карт мира обычно используют цилиндрические проекции, у которых наименьшие искажения в области экватора и в средних широтах. Для России применяются конические проекции, обладающие наименьшими искажениями в умеренных широтах.

Вид карт. Условные знаки

Виды карт. Существующие географические карты весьма раз­нообразны. Они подразделяются по содержанию, масштабу, назначению, по охвату территории.

По содержанию карты бывают обще географические и темати­ческие. На общегеографических картах изображается в основном рельеф, реки, озера, а также некоторые населенные пункты, дороги и т. д. Ни один из объектов, нанесенных на карту, не выде­ляется особо среди других. Тематические карты передают с боль-шей подробностью один или несколько определенных элементов, в зависимости от темы данной карты. Среди них выделяют физи­ко-географические карты (геологические, климатические, почвен­ные, ботанические, природного районирования и др.) и социально-экономические (политические, политико-административные, эко­номические, карты населения и др.).

По масштабу выделяют: крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные карты. Крупномасштабные (топографические) карты масштаба 1:200 000 и крупнее передают основные особен­ности местности, создаются в результате обработки аэрофотосним­ков и путем непосредственных наблюдений и измерений на мест­ности; искажения на топокартах весьма незначительны.

Среднемасштабные (обзорно-топографические) карты (1:200 000 — 1 000 000 включительно) создаются по крупномас­штабным картам путем генерализации, т. е. отбора и обобщений объектов в соответствии с назначением карты. При этом часть их изображается внемасштабными знаками. Мелкомасштабные (об­зорные) карты (мельче 1:1000000) предназначены для изучения больших территорий и часто используются в качестве основы для тематических карт.

По назначению карты делятся на учебные, справочные, тури­стические и др.

По величине — охвату территории — создаются карты мира, полушарий, материков и их частей, океанов и морей, государств и их частей — республик, областей, районов и т. д.

Условные знаки. Для изображения географических объектов на картах применяют специальные условные знаки, объяснение кото­рых дается в легенде карты. Легенда — ключ к пониманию и чте­нию карты, поэтому изучение ее надо начинать с легенды.

Условные знаки бывают: площадные (контурные), линейные и внемасштабные. К площадным знакам относятся контур леса, озера, городского квартала и др.; к линейным — реки, дороги, каналы и т. д., у них преувеличена ширина, они могут быть раз­ного цвета, рисунка и пр.

Особую категорию линейных знаков составляют изолинии, т. е. линии, соединяющие точки с равными значениями изображаемых явлений. Для изображения рельефа — неровностей земной по­верхности применяются горизонтали (изогипсы) — линии, соеди­няющие точки с одинаковой абсолютной высотой, т. е. высотой над уровнем моря. Цифровые значения горизонталей даются через определенные интервалы. Кроме того, на картах ставятся точки на водоразделах и у урезов воды рек и озер, у которых под­писываются их абсолютные высоты. Направление склонов отме­чается короткими черточками — бергштрихами, проставляемыми перпендикулярно горизонтали и направленными в сторону пони­жения склонов. Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа. Зная эту величину, по коли­честву горизонталей можно вычислить как абсолютную, так и от­носительную высоту местности. Относительная высота — превы­шение одной точки местности над другой, например вершины горы над подножием, поймы над рекой и т. д.

Глубины моря изображаются с помощью изобат — линий равных глубин.

Таким образом, горизонтали и изобаты разграничивают сту­пени с разной высотой и глубиной. На мелкомасштабных физиче­ских картах ступени подчеркиваются послойной окраской, внизу карты в виде графика изображается шкала высот и глубин.

Внемасштабными знаками отмечаются, например, колодец, домик лесника, церковь, памятник, т. е. такие объекты, которые не могут быть выражены в масштабе карты.

Значение карт

Значение карт исключительно велико. Карта — модель дей­ствительности. Она обладает большой информативностью, обзор­ностью, наглядностью. Это делает ее важнейшим средством науч­ного познания в географии и в других областях знаний о Земле и обществе. Многие географические исследования начинаются с карты и заканчиваются картой. Недаром говорят: «Без карты нет географии».

Географическая карта незаменима при решении различных народнохозяйственных задач, связанных с изучением и освоением территорий. Разведка полезных ископаемых, учет и оценка сель­скохозяйственных земель, вод, лесов, мелиоративное строитель­ство, работы по проектированию дорог, каналов, ЛЭП, промыш­ленных объектов, природоохранных и других мероприятий немыс­лимы без карт и планов. Карты необходимы морякам, летчикам, космонавтам, метеорологам и многим другим специалистам. Исключительно велико и разносторонне применение топографи­ческих карт в военном деле.

Огромна роль карты в преподавании географии. И не только потому, что на ней показано размещение объектов и явлений, хотя и это необходимо знать. Карты позволяют устанавливать причинно-следственные связи и взаимозависимости как в природе, так и между природными и социально-экономическими объектами. Они развивают географическое мышление. Поэтому в школе и вузе карта является важнейшим «наглядным пособием», хотя и разговаривает со своим читателем языком условных знаков. Ее нельзя заменить ни текстом, ни живым словом.

Вопросы и задания:

1. Назовите способы ориентирования на местности.

2. Что такое масштаб, и какие виды масштабов вы знаете?

3. Перечислите отличия плана местности от географической карты.

4. Дайте определение градусной сети и ее элементам.

5. Что такое географическая широта и долгота? Определите географические координаты Москвы и мыса Горн.

6. Расскажите об основных видах картографических проекций.

7. Назовите основные виды искажений на картах.

8. Перечислите основные типы карт, и кратко их охарактеризуйте.

ДВИЖЕНИЕ ЗЕМЛИ

Вспомните! Как ученые древности представляли себе взаимное расположение небесных тел? В чем сущность гелиоцентрической системы мира, предложенной великим польским ученым XVI в. Николаем Коперником? За что преследовали служители церкви Джордано Бруно, Галилео Галилея, Иоганна Кеплера?

Земля, как и другие планеты Солнечной системы, участвует одновременно в нескольких видах движения. Главными движения­ми Земли являются суточное вращение вокруг оси и годовое движение по орбите вокруг Солнца.

Вращение Земли вокруг оси и его географические следствия

Земля вращается вокруг оси с запада на восток, т. е. против часовой стрелки, если смотреть на Землю с Полярной звезды (с Северного полюса). Главным физическим доказательством вращения Земли вокруг оси служит опыт с качающимся маятником Фуко. После того как французский физик Ж. Фуко в

1851 г. осуществил свой знаменитый опыт, вращение Земли вокруг оси стало непреложной истиной.

Географическое значение осевого вращения Земли исключи­тельно велико. Прежде всего, оно влияет на фигуру Земли. Сжатие Земли у полюсов — результат ее осевого вращения. Раньше, когда Земля вращалась с большей скоростью, полярное сжатие было значительнее.

Важным следствием осевого вращения Земли является откло­нение тел, движущихся горизонтально (ветров, морских течений и т.д.), от их первоначального направления: в северном, полуша­рии — вправо, в южном — влево (это одна из сил инерции, наз­ванная ускорением Кориолиса в честь французского ученого, который первым объяснил это явление). По закону инерции каж­дое движущееся тело стремится сохранить неизменным направ­ление и скорость своего движения в пространстве. Отклонение — результат того, что тело участвует как в поступательном, так и во вращательном движении. На экваторе, где меридианы параллельны друг другу, направление их в мировом пространстве при вращении не меняется, и отклонение равно 0. К полюсам отклонение на­растает и становится у полюсов наибольшим, так как там каждый меридиан за сутки изменяет направление своего движения на 360°.

С вращением Земли связана естественная единица измерения времени — сутки и смена дня и ночи. Сутки бывают звездные и солнечные. Звездные сутки — промежуток времени между двумя последовательными кульминациями звезды (наиболее высоким положением ее над горизонтом) через меридиан точки наблюде­ния. За звездные сутки Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. Они равны 23 ч 56 мин 4 с. Звездные сутки исполь­зуются при астрономических наблюдениях.

Солнечные сутки — промежуток времени между двумя после­довательными прохождениями центра Солнца через меридиан точ­ки наблюдения. Так как Земля вращается вокруг оси в том же направлении, в котором движется вокруг Солнца, солнечные сутки длиннее звездных и равны 24 часам. Поэтому за солнечные сутки Земля совершает оборот чуть более, чем на 360°. Продолжитель­ность истинных солнечных суток изменяется в течение года, в связи с этим они также неудобны для измерения времени. В прак­тических целях пользуются так называемым средним солнечным временем (иначе местным), вводя поправку к истинному. Но в повседневной жизни им пользоваться неудобно, так как на каждом меридиане свое местное время. Например, на двух соседних меридианах, проведенных через 1°, местное время отличается на 4'. Поэтому был принят поясной счет времени. Всю поверх­ность земного шара разделили на 24 часовых пояса по 15° каждый.

За поясное время принято местное время среднего меридиана каждого пояса. Нулевой (он же двадцать четвертый) пояс тот, по середине которого проходит нулевой (гринвичский) меридиан. Его время принято в качестве всемирного времени. Счет поясов ведется на восток. Москва, например, находится во втором часо­вом поясе, следовательно, москвичи живут по местному времени меридиана 30° в. д. В двух соседних поясах поясное время отличается ровно на 1 ч. Границы часовых поясов для удобства на суше проведены не строго по меридианам, а по естественным рубежам (рекам, горам) или государственным, а также административным границам. Россия расположена в десяти часовых поясах: со второго по одиннадцатый.

В целях более рационального использования дневного света в СССР в 1930 г. специальным постановлением правительства вве­дено так называемое декретное время, опережающее поясное на 1 ч. В ряде стран время переводится на один час вперед лишь на лето. С 1981 г. на период с апреля по сентябрь в большинстве республик СССР время стали переводить еще на час вперед по сравне­нию с декретным (летнее время). Декретное время второго часо­вого пояса, в котором расположена Москва, называется москов­ским. По московскому времени в нашей стране составляется рас­писание поездов, самолетов, пароходов, отмечается время на теле­граммах. В 1991 г. декретное время в стране отменено.

По середине двенадцатого пояса, примерно вдоль 180° мери­диана, проходит линия перемены дат. Это условная линия на поверхности земного шара, по обе стороны от которой часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки. Например, в Новый год, в 0 час 00 мин, к западу от этой линии 1 января нового года, а к востоку 31 декабря старого года.

Смена дня и ночи создает суточную ритмику живой и неживой природы. Суточный ритм связан со световыми и температурными условиями. Общеизвестен суточный ход температуры, дневной и ночной бризы и т. д. Очень ярко проявляется суточный ритм живой природы. Известно, что фотосинтез возможен лишь днем, что многие цветы раскрываются в разные часы. Животные под­разделяются как бы на два особых мира: большинство из них бодрствует днем, но многие (совы, летучие мыши, ночные бабоч­ки) — во мраке ночи. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме.

Благодаря шарообразной форме Земли и ее осевому вращению мы имеем на земной поверхности две замечательные неподвижные точки — полюса, которые позволяют построить на шаре градусную сеть из параллелей и меридианов.

Движение Земли по орбите вокруг Солнца и его географические следствия

Земля, подобно другим планетам, движется вокруг Солнца. Этот путь Земли называется орбитой (лат. orbita — колея, доро­га). Орбита Земли — эллипс, близкий к окружности, в одном из фокусов которого находится Солнце. Расстояние от Земли до Солнца изменяется в течение года от 147 млн. км — в перигелии (в январе) до 152 млн. км—в афелии (в июле). Длина орбиты более 930 млн. км. Земля движется по орбите с запада на восток со средней скоростью около 30 км/с и проходит весь путь за год — 365 сут 6 ч 9 мин 9 с. Ось вращения Земли наклонена к 21 марта, 23 сентября к плоскости орбиты под углом 66,5° и переме-

СП Скользящий луч 0°

Рис. 5. Освещение Земли и падение солнечных лучей на земную поверхность в полдень в дни равноденствий:

1—освещенная половина (день); 2—неосвещенная половина (ночь)

щается в пространстве параллельно самой себе в течение года. Это приводит к важней­шим географическим следствиям — смене времен года и неравен­ству дня и ночи.

Если бы земная ось была перпендикулярна к плоскости орби­ты, то светоразделъная плоскость и терминатор — светораздельная линия на поверхности Земли, проходили бы через оба полюса, делили бы все параллели пополам, а день всегда был бы равен ночи. При этом солнечные лучи на экватор в полдень падали бы всегда отвесно. По мере удаления от экватора угол их падения уменьшался бы и на полюсах оказывался бы равным 0 (рис. 5). В этих условиях нагревание земной поверхности в течение всего года уменьшалось бы от экватора к полюсам, и смены времен года не было бы.

Наклон земной оси к плоскости орбиты и сохранение ее ори­ентировки в пространстве обусловливает различный угол падения солнечных лучей и соответственно различия в поступлении тепла на земную поверхность, а также неодинаковую продолжитель­ность дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора.

22 июня земная ось северным концом обращена к Солнцу. В этот день — день летнего солнцестояния — сол­нечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель северной широты — так называемый северный тропик. Все параллели севернее экватора до 66,5° с. ш. большую часть суток освещены, на этих широтах день длиннее ночи. Севернее 66,5° с. ш. в день летне­го солнцестояния территория полностью освещена Солнцем — там полярный день. Параллель 66,5° с. ш. является границей, с кото­рой начинается полярный день — это северный полярный круг. В этот же день на всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю. ш. день короче ночи. Южнее 66,5° ю. ш. территория н^ освещена совсем — там полярная ночь. Параллель 66,5° ю. ш. — южный полярный круг. 22 июня — начало астрономического лета в север­ном полушарии и астрономической зимы — в южном полушарии.

22 декабря земная ось южным концом обращена к Солнцу. В этот день — день зимнего солнцестояния солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель южной широты — так называемый южный тропик. На всех парал­лелях южнее экватора до 66,5° ю. ш. день длиннее ночи. Начиная с южного полярного круга устанавливается полярный день. В этот день на всех параллелях севернее экватора до 66,5° с. ш. день ко­роче ночи. За северным полярным кругом — полярная ночь. 22 декабря — начало астрономического лета в южном полуша­рии, астрономической зимы — в северном полушарии.

21 марта — в день весеннего равноденствия и 23 сентября — в день осеннего равноденствия терминатор проходит через оба полюса Земли и делит все параллели пополам. Северное и южное полушария в эти дни освещены одинаково, день всюду на Земле равен ночи (см. рис. 5). Солнечные лучи в полдень в зените над экватором, полушария получают одинаковое количество тепла. На Земле 21 марта и 23 сентября — начало астрономической весны и осени в соответствующих полушариях.

Со сменой времен года связана сезонная ритмика природы. Она проявляется в изменении температуры, влажности воздуха и других метеорологических элементов, в режиме водоемов, в жизни растений, животных и т. д.

В результате наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и его годового движения на Земле образовалось пять поясов освещения, ограниченных тропиками и полярными кругами. Они отличаются высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и соответственно тепловыми условиями.

Жаркий пояс лежит между тропиками (греч. tropikas — круг поворота). В его пределах Солнце два раза в году бывает в зените, на тропиках — по одному разу в год, в дни солнцестояний (и этим они отличаются от всех остальных параллелей). На экваторе день всегда равен ночи, на других широтах этого пояса продолжитель­ность их мало отличается. Жаркий пояс занимает около 40 % земной поверхности.

Умеренные пояса (два) располагаются между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Близ полярных кругов (с 60 до 66,5°С) летом наблюдаются светлые, так называемые белые ночи с сумеречным освещением за счет слияния вечерней и утренней зари, так как Солнце ненадолго и неглубоко уходит под горизонт. Общая площадь умеренных поясов состав­ляет 52 % земной поверхности.

Х олодные пояса (два) — к северу от северного и к югу от южного полярных кругов. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних су­ток — на полярных кругах (и этим они отличаются от всех ос­тальных параллелей) до полугода — на полюсах. Их общая пло­щадь 8 % земной поверхности.

Пояса освещения — основа климатической зональности и при­родной зональности вообще.

Вопросы и задания:

1. Какие виды движения совершает Земля и каковы их следствия?

2. Что такое местное, поясное и декретное время и для чего потребовалось их введение?

3. Определите разницу во времени между Москвой и городами Калинингра­дом, Свердловском, Красноярском, Владивостоком.

4. Что такое линия перемены дат? Как ею пользуются?

5. Объясните, почему Магеллан и его спутники, обогнув Землю, потеряли сутки?

6. Назовите причины смены времен года.

7. Объясните несовпадение сезонов (времен года) в северном и южном полушариях.

8. Какие даты считаются астрономическими датами смены времен года? Совпадают ли они с фенологическими, определяемыми прежде всего по развитию растений?

9. Происходила бы смена времен года, если бы ось вращения Земли была перпендикулярна к плоскости орбиты? Сохранились бы при этом пояса осве­щения?

10. Что такое тропики и полярные круги? Какова их широта и чем она обусловлена?

11. При каких условиях тропики и полярные круги могли бы исчезнуть или совместиться?

Дата добавления: 2014-12-26