Witaj, Gość
Główna » Artykuły » Moje artykuły

NASTĘPSTWA RUCHU OBROTOWEGO ZIEMI

Następstwa ruchu obrotowego Ziemi

Samolot z Warszawy do Moskwy startuje o 12.20. Gdy ląduje w Moskwie, jest godzina 16.20. Start lotu powrotnego z Moskwy następuje o 18.40, lądowanie w Warszawie też o 18.40. Jak to możliwe? Zapoznaj się z zawiłościami związanymi z czasem na Ziemi, a przekonasz się, że tak może być naprawdę.

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia mapę świata. Opisano państwa, morza i oceany. Na mapie za pomocą kolorów przedstawiono strefy czasowe obejmujące pasy o szerokości piętnaście stopni. Kolory nasycone przedstawiają strefy czasowe na lądzie, a kolory rozbielone – strefy czasowe na morzach i oceanach. Kreskowaniem wyróżniono obszary przesunięte względem stref. Przebieg stref czasowych na morzach i oceanach jest równomierny, na lądach w niewielu miejscach pokrywa się w całości ze strefą czasową przedstawioną na morzu. Fioletową linią oznaczono linię zmiany daty, przebiega ona na Oceanie Spokojnym pomiędzy Ameryką Północną a Azją. W każdym państwie zapisano różnicę między czasem danej strefy a czasem południka Greenwich. Na dole każdej strefy zapisano godzinę wskazywaną przez zegary w danej strefie, gdy w Londynie jest południe – godzina dwunasta czasu zimowego. Mapa pokryta jest równoleżnikami i południkami.

 

Już wiesz

  • że Ziemia obraca się wokół własnej osi, wykonując pełny obrót w czasie ok. 24 godzin;

  • jak odczytywać z mapy długość geograficzną;

  • że w jednej chwili na Ziemi występują wszystkie pory dnia i nocy;

  • że każdy południk ma swój czas słoneczny – taki sam dla całego południka i inny niż na pozostałych południkach.

Nauczysz się

  • objaśniać, jak określa się czas słoneczny;

  • obliczać różnicę czasu słonecznego pomiędzy punktami leżącymi na różnych długościach geograficznych;

  • przyporządkowywać dany obszar do określonej strefy czasowej;

  • wyjaśniać zasady wprowadzania czasu urzędowego;

  • wyjaśniać znaczenie czasu uniwersalnego.

Przygotuj przed lekcją:

  • globus.

1. Czas słoneczny

Na całym obszarze położonym na tym samym południku w jednej chwili odnotowuje się południe słoneczne. Słońce góruje jednocześnie na całym południku, ale na różnej wysokości w stosunku do horyzontu. Zawsze jest to jednak najwyższa pozycja Słońca w danym miejscu w ciągu doby. Oczywiście tam, gdzie panuje akurat noc polarna, Słońce nawet w południe jest niewidoczne, gdyż także w momencie górowania znajduje się poniżej linii horyzontu. Gdyby obserwator znajdujący się w dowolnym punkcie kuli ziemskiej zaznaczył na sferze niebieskiej miejsce górowania Słońca i połączył je łukiem po najkrótszej linii z punktem na horyzoncie określającym kierunek południowy (S), a w przeciwną stronę przedłużył do zenitu i dalej do punktu na horyzoncie określającego północ (N), to w ten sposób powstałaby linia zwana południkiem niebieskim. Rzut południka niebieskiego na powierzchnię Ziemi odpowiada południkowi miejscowemu.

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia widomą wędrówkę Słońca nad horyzontem. Horyzont to zielony okrąg. Droga Słońca przedstawiona w postaci żółtego półokręgu nachylonego do powierzchni horyzontu pod kątem około sześćdziesięciu stopni. Rozpoczyna się na linii horyzontu w punkcie oznaczonym literą E – wschód, a kończy w punkcie oznaczonym literą W – zachód. W najwyższym punkcie żółtego półokręgu narysowane jest Słońce. To górowanie Słońca. Prostopadle do żółtego półokręgu narysowany jest niebieski półokrąg nad powierzchnią horyzontu. Półokrąg niebieski krzyżuje się z żółtym w miejscu górowania Słońca. Niebieski półokrąg zaczyna się na horyzoncie w punkcie S – południe, a kończy w punkcie N – północ. To południk niebieski. Na szczycie południka niebieskiego jest zenit. Od punktu S do punktu N po powierzchni horyzontu narysowana jest czerwona linia. To południk miejscowy. Okrągła powierzchnia horyzontu przykryta od góry i od dołu dwoma kopułami tworzącymi razem kulę. Na środku powierzchni horyzontu drzewo.

Słońce góruje na południku niebieskim

Uznano, że górowanie Słońca na dowolnym południku jest środkiem doby, która zaczęła się w tym miejscu 12 godzin wcześniej, czyli o północy. Górowanie Słońca jest podstawą określania czasu słonecznego. Przyjęto, że w południe jest godzina 12.00, a cała doba dzieli się na 24 godziny. Dla Ziemi długości geograficzne opisujemy od 0° do 180° długości wschodniej i od 0° do 180° długości zachodniej, co razem daje 360°. Przy takich założeniach łatwo obliczyć (dzieląc 360° na 24 godziny), że każde 15° długości geograficznej odpowiada różnicy czasu wynoszącej godzinę, a 1° długości geograficznej odpowiada różnicy czasu wynoszącej 4 minuty. Dla przykładu, jeśli założymy, że na południku 0° jest południe, czyli godzina 12.00 czasu miejscowego słonecznego, to na południku 15°W będzie o godzinę wcześniej, czyli 11.00, a na południku 15°E będzie o godzinę później, czyli 13.00 czasu słonecznego.

Zapamiętaj!

15° – 1 godzina
1° – 4 minuty

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia glob ziemski. Całą powierzchnię globu pokrywają linie południków i równoleżników. Czarna pionowa linia wyznacza oś Ziemi. Czarna linia równika dzieli glob na część południową i północną. Pionowe linie południków oddalone są od siebie co piętnaście stopni. W części północnej globu wyznaczone są godziny czasu słonecznego. Wzdłuż równoleżnika powyżej równika, znajdują się punkty A, B, C, D i E. Punkty leżą na tej samej linii równoleżnika. Punkt A na lewej półkuli. Słońce wschodzi, zaczyna się dzień o godzinie 6. Punkt B, bliżej południka zerowego. Godzina jedenasta czasu słonecznego. Punkt C na południku zerowym. Słońce góruje, południe słoneczne; godzina dwunasta. Na prawo od południka, punkt D. Godzina trzynasta czasu słonecznego. Punkt E, oddalony od południka zerowego. Słońce zachodzi, godzina osiemnasta czasu słonecznego.

Rysunek przedstawia oświetlenie globu ziemskiego w dniu równonocy, gdy południe słoneczne ma miejsce na południku zerowym. W tym samym momencie na południku 15°E jest godzina 13.00 czasu słonecznego, a na południku 15°W – 11.00 czasu słonecznego. Jednocześnie na południku 90°E jest godzina 18.00 czasu słonecznego, Słońce chowa się pod horyzontem i rozpoczyna się noc. Na południku 90°W Słońce wychodzi ponad horyzont, jest godz. 6.00 czasu słonecznego i zaczyna się dzień

Ćwiczenie 1

Dokonaj obliczeń i określ czas słoneczny we wskazanych miejscach w momencie, gdy Słońce góruje na południku 0°. Jaki jest wtedy czas słoneczny na południkach 30°E i 45°W?

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia glob ziemski. Całą powierzchnię globu pokrywają linie południków i równoleżników. Czarna pionowa linia wyznacza oś Ziemi. Czarna linia równika dzieli glob na część południową i północną. Pionowe linie południków oddalone są od siebie co piętnaście stopni. Dwa pionowe południki oznaczone czerwoną linią. Na wschodniej, prawej półkuli linia przechodzi przez równik w punkcie 30 stopni. Na zachodniej, lewej półkuli, linia południka przecina równik w punkcie 45 stopni. Dwie poziome strzałki wskazują grotami odległość pomiędzy lewym południkiem i południkiem zero oraz prawym południkiem i południkiem zero. Opis – godzina dwunasta umieszczona na południku zerowym powyżej równika.

 

Ćwiczenie 2

Dokonaj obliczeń i określ czas słoneczny we wskazanych miejscach w momencie, gdy Słońce góruje na południku 0°. Jaki jest wtedy czas słoneczny na południkach 20°E i 177°W?

fullscreen

Obliczamy różnicę czasu słonecznego pomiędzy Zgorzelcem a Jekaterynburgiem

Ciekawostka

Aby nie zmieniać daty w środku dnia, umówiono się, że doba zaczyna się o północy, czyli dokładnie 12 godzin wcześniej niż faktyczny początek doby słonecznej, i trwa do następnej północy.

Ciekawostka

Większość krajów świata stosuje podział doby na 24 godziny opisywane od 0 do 24. Sporo państw (zwłaszcza anglojęzycznych) stosuje jednak podział doby na dwie części po 12 godzin, dodając określenia, które należy tłumaczyć: przed południem (AM, A.M., am albo a.m.; z łaciny ante meridiem) i po południu (PM, P.M., pm lub p.m.; z łaciny post meridiem). Co ciekawe, w Polsce oficjalnie obowiązuje podział 24‑godzinny, ale w języku potocznym stosuje się obydwa systemy.

Ważne!

Jeżeli obliczamy różnicę czasu słonecznego miejsc leżących na tej samej półkuli, to od większej długości geograficznej odejmujemy mniejszą. Różnicę długości geograficznej przeliczamy na różnicę czasu słonecznego. Gdy miejsca leżą jednak na dwóch półkulach, to sumujemy różnice długości każdego z tych południków i leżącego między nimi południka 0° albo 180°. To obliczenie jest bardziej skomplikowane.

fullscreen

Obliczamy różnicę czasu słonecznego pomiędzy Petersburgiem a Acapulco

Ćwiczenie 3

Dokonaj obliczeń i określ czas słoneczny na południku 20°W, gdy Słońce góruje na południku 20°E.

Ćwiczenie 4

Dokonaj obliczeń i określ czas słoneczny na południku 160°E, gdy Słońce góruje na południku 170°W.

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia glob ziemski. Całą powierzchnię globu pokrywają linie południków i równoleżników. Czarna pionowa linia wyznacza oś Ziemi. Jeden z południków wyróżnionych czerwonym kolorem przecina równik w punkcie sto osiemdziesiąt stopni. Powyżej napisy. Lewa półkula to półkula wschodnia. Prawa półkula to półkula zachodnia. Linia równika dzieli glob na część południową i północną. Pionowe linie południków oddalone są od siebie co piętnaście stopni. Są jeszcze dwa południki oznaczone czerwoną linią. Na prawej półkuli jeden z nich przechodzi przez równik w punkcie sto siedemdziesiąt stopni. Na lewej półkuli, czerwona linia drugiego południka przecina równik w punkcie sto sześćdziesiąt stopni. Dwie poziome strzałki wskazują grotami odległość pomiędzy lewym południkiem i południkiem sto osiemdziesiąt stopni oraz prawym południkiem i południkiem sto osiemdziesiąt stopni. Powyżej równika opisana godzina dwunasta umieszczona na południku przechodzącym przez sto siedemdziesiąt stopni.

 

2. Czas strefowy i uniwersalny

Rozwój podróży międzykontynentalnych, a potem także większości dziedzin techniki w XIX wieku wymusił na ludzkości uporządkowanie kwestii czasu na Ziemi. Nie mogło być już tak, że każda miejscowość na jakimś obszarze miała swój własny lokalny czas. Na międzynarodowej konferencji w Waszyngtonie w 1884 roku przedstawiciele większości gospodarczo rozwiniętych państw świata porozumieli się, że początkowym południkiem dla obliczeń długości geograficznej i czasu na Ziemi będzie południk 0°, przechodzący przez obserwatorium astronomiczne w Greenwich. Czas słoneczny tego południka nazwano czasem uniwersalnym.
Uzgodniono także podział Ziemi na 24 strefy czasowe przyporządkowane wszystkim godzinom w ciągu doby. Każda strefa ma czas odpowiedni dla czasu słonecznego środkowego południka strefy i rozciąga się na 7°30' na wschód i 7°30' na zachód od niego. Środkowymi południkami stref zostały południki 0°, 180° i wszystkie, które są wielokrotnościami 15° na obu półkulach.
Znaczna część zachodniej i środkowej Europy, w tym Polska, znalazła się w strefie południka 15°E, która rozciąga się od południka 7°30'Edo 22°30'E. Kiedy w strefie południka 0° – nazywanej strefą czasu uniwersalnego lub strefą czasu zachodnioeuropejskiego – jest godzina 12.00, to w naszej strefie czasu środkowoeuropejskiego jest 13.00. W strefie czasu wschodnioeuropejskiego (od 22°30'E do 37°30'E, środkowy południk to 30°E) jest wówczas 14.00. Im więcej stref czasowych na wschód od południka 0°, tym więcej godzin trzeba dodać, a im więcej stref na zachód od 0°, tym więcej godzin trzeba odjąć.

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia mapę świata. Opisano państwa, morza i oceany. Na mapie za pomocą kolorów przedstawiono strefy czasowe obejmujące pasy o szerokości piętnaście stopni. Kolory nasycone przedstawiają strefy czasowe na lądzie, a kolory rozbielone – strefy czasowe na morzach i oceanach. Kreskowaniem wyróżniono obszary przesunięte względem stref. Przebieg stref czasowych na morzach i oceanach jest równomierny, na lądach w niewielu miejscach pokrywa się w całości ze strefą czasową przedstawioną na morzu. Fioletową linią oznaczono linię zmiany daty, przebiega ona na Oceanie Spokojnym pomiędzy Ameryką Północną a Azją. W każdym państwie zapisano różnicę między czasem danej strefy a czasem południka Greenwich. Na dole każdej strefy zapisano godzinę wskazywaną przez zegary w danej strefie, gdy w Londynie jest południe – godzina dwunasta czasu zimowego. Mapa pokryta jest równoleżnikami i południkami.

 

Polecenie 1

Korzystając z globusa, sprawdź, czy są na kuli ziemskiej południki środkowe stref czasowych położone w całości na oceanie, które nie przechodzą przez jakikolwiek ląd.

Ciekawostka

Polska leży w dwóch strefach czasowych – w strefie czasu środkowoeuropejskiego i wschodnioeuropejskiego. Granica między tymi strefami przebiega wzdłuż południka 22°30'E.

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia mapę konturową centrum Europy. Biała powierzchnia mapy pokryta czarnymi konturami wskazującymi granice państw. Dwa południki dzielą mapę na trzy strefy czasowe. Od południka siedem stopni i trzydzieści minut długości geograficznej wschodniej na zachód rozpościera się strefa czasu uniwersalnego. Pomiędzy południkiem siedem stopni i trzydzieści minut długości geograficznej wschodniej i południkiem dwadzieścia dwa stopnie i trzydzieści minut długości geograficznej wschodniej rozciąga się strefa czasu środkowoeuropejskiego. Na wschód od południka dwadzieścia dwa stopnie i trzydzieści minut długości geograficznej wschodniej rozciąga się strefa czasu wschodnioeuropejskiego. W każdej ze stref jest rysunek zegara i podpis pod nim. W strefie czasu uniwersalnego zegar wskazuje dwunastą. W strefie czasu środkowoeuropejskiego zegar wskazuje trzynastą. W strefie czasu wschodnioeuropejskiego zegar wskazuje czternastą.

Rozkład stref czasowych nie uwzględnia granic państwowych, zatem w niektórych przypadkach mały fragment jakiegoś państwa mógłby się znaleźć w innej strefie czasowej, co mogłoby być źródłem różnorodnych komplikacji w funkcjonowaniu tego państwa i jego obywateli

Ważne!

Czas południka 0° bywa określany jako czas uniwersalny i zapisywany różnymi skrótami: GMT (ang. Greenwich Mean Time), TU (ang. Temps Universal) albo UTC(ang. Universal Time Clock). Znajomość tych skrótów jest ważna, ponieważ wiele informacji, np. bilety lotnicze, zawiera odwołanie do czasu uniwersalnego.

3. Czas urzędowy i międzynarodowa linia zmiany daty

Wprowadzenie stref czasowych nie rozwiązało wszystkich problemów. Konieczne było podjęcie decyzji urzędowych zmieniających przebieg granic stref czasowych tak, aby dostosować je do granic państwowych. Decyzje urzędowe zmieniają czasem radykalnie położenie kraju w odniesieniu do stref czasowych. Niemal cała Francja, Belgia i Holandia leżą w strefie czasu uniwersalnego, ale ze względów praktycznych jako czas urzędowy wprowadziły czas środkowoeuropejski, chcąc w ten sposób uniknąć komplikacji na granicach z sąsiednimi krajami. Hiszpania leży jeszcze dalej na zachód, sięgając nawet po strefę czasową południka 15°W, a i tak podjęła urzędową decyzję o przeniesieniu całego swojego terytorium do strefy czasu środkowoeuropejskiego. Niektóre kraje, w drodze decyzji urzędowych, wprowadzają także czas sezonowy (letni). W całej Unii Europejskiej, zatem także i w Polsce, obowiązuje on od ostatniej niedzieli marca do ostatniej niedzieli października, czyli przez ok. 7 miesięcy.

Przyznanie południkowi 0° i jego strefie czasowej statusu czasu uniwersalnegospowodowało konieczność uznania południka 180° za międzynarodową linię zmiany daty. Przebieg tej linii w pewnych miejscach odbiega od południka 180°, gdyż przecina obszary zamieszkane. Po obu jej stronach daty różnią się o jedną dobę. Przy przekraczaniu linii zmiany daty w podróży z półkuli wschodniej na półkulę zachodnią odejmujemy jeden dzień od bieżącej daty (obowiązującej po zachodniej stronie linii, patrz rysunek do ćwiczenia nr 4, „zyskujemy” jeden dzień), natomiast przy poruszaniu się w przeciwnym kierunku – z półkuli zachodniej na wschodnią – dodajemy jeden dzień do daty (obowiązującej po wschodniej stronie linii, jeden dzień „tracimy”).

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia przebieg międzynarodowej linii zmiany daty. W centrum ilustracji kula ziemska widziana od strony bieguna północnego. Wokół bieguna północnego znajdują się kontynenty. Na prawo Azja, na lewo Ameryka Północna. Wokół kuli ziemskiej ramka z opisaną w stopniach siatką południków. Zarówno na półkuli wschodniej jak i zachodniej opisane są południki od zera stopni do 180 stopni. Wokół kuli ziemskiej szeroka żółta obręcz z podziałką czasową. Na górze obręczy na przedłużeniu południka sto osiemdziesiąt stopni opisana jest północ. Godziny od pierwszej do dwudziestej trzeciej zmieniają się, przesuwając się w lewo, wzdłuż półkuli zachodniej, a następnie wschodniej. Od bieguna północnego wzdłuż południka sto osiemdziesiąt stopni do napisu oznaczającego północ biegnie gruba przerywana linia. To linia zmiany daty. Na lewo i prawo od linii pojedyncze samoloty. Półkoliste strzałki wskazują kierunek lotu samolotów. Czerwony leci od prawej do lewej strony, niebieski w stronę przeciwną.

Lecąc samolotem z Azji (półkula wschodnia), np. z Tokio, do Ameryki Północnej (półkula zachodnia), np. do Vancouver, zyskujemy jeden dzień w rachubie czasu. Natomiast przekraczając międzynarodową linię zmiany daty w przeciwną stronę, lecąc z Vancouver (półkula zachodnia) do Tokio (półkula wschodnia), jeden dzień w rachubie czasu tracimy

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia niebieską prostokątną mapę małych wysepek na Oceanie Spokojnym. Wyspy Marshala, Wyspy Salomona, Polinezja Francuska, Nowa Zelandia. Zielona linia biegnąca najpierw pionowo, a później wzdłuż granic poszczególnych państw Oceanii dzieli mapę na dwie strefy. To międzynarodowa linia zmiany daty. Na lewo: pierwszy stycznia, Nowy Rok. Na prawo: trzydziesty pierwszy grudnia, Sylwester. Na lewo między innymi znajduje się Tonga. Informacja: a na Tonga właśnie witają Nowy Rok i jest pierwszy stycznia, północ. Powyżej Kiribati. Podobnie jak Tonga znajduje się po lewej stronie zmiany daty, ale dużo dalej na wschód. Zielona linia zmiany daty oplata granice Kiribati od wschodu. Informacja: na Kiritibati przywitano Nowy Rok godzinę temu, jest pierwszy stycznia, godzina pierwsza w nocy. Kiritibati to jedna z wysp państwa Kiribati.

Na wyspach Kiribati Nowy Rok zaczyna się w momencie, gdy u nas 31 grudnia jest dopiero 11.00

Kliknij, aby uruchomić podglądIlustracja przedstawia mapę konturową świata. Obszary ciemnoniebieskie to oceany, morza i jeziora. Kontynenty w kolorze błękitnym. Na każdym kontynencie zaznaczone są nazwy największych miast oraz godziny. Gdy w Warszawie jest północ, w innych stolicach jest inna godzina. Na przykład w Moskwie dwudziesta pierwsza, w Kairze dwudziesta trzecia, w Londynie pierwsza w nocy, w Nowym Jorku, Ottawie i Hawanie jest szósta rano. Na południu w Sydney jest druga po południu. Na wschodzie, w Tokio jest czwarta po południu.

Na mapie świata oznaczono przykładowe miejsca i godzinę czasu polskiego, o której wita się tam Nowy Rok

Polecenie 2

Oblicz, która godzina czasu słonecznego jest w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest 12.00.

Polecenie 3

Oblicz, która godzina czasu strefowego jest w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest 12.00.

Polecenie 4

Oblicz, która godzina czasu urzędowego jest w grudniu w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest 12.00.

Polecenie 5

Oblicz, która godzina czasu urzędowego jest w lipcu w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest 12.00.

Ciekawostka

Wprowadzanie czasu letniego ma powodować lepsze wykorzystanie światła dziennego. Ludzie są w ten sposób zachęcani do wcześniejszego rozpoczynania dnia i aktywności w czasie, kiedy jest jasno, co przyczynia się do oszczędności energii elektrycznej. Przestawienie zegarów, przestoje środków transportu i dostosowanie systemów informatycznych generują jednak znaczne koszty, które stawiają pod znakiem zapytania opłacalność całej operacji. Dodatkowym elementem podającym w wątpliwość sens zmiany czasu jest to, że powoduje ona kilkudniowe rozregulowanie naszych organizmów.

Podsumowanie

  • Wszystkie punkty leżące na jednym południku mają ten sam czas słoneczny, który jest równocześnie inny niż na pozostałych południkach.

  • W celu uporządkowania wskazywania czasu na całej kuli ziemskiej wprowadzono strefy czasowe.

  • Z różnych powodów władze państwowe wydają decyzje urzędowe zmieniające przebieg granic stref czasowych.

  • W niektórych krajach decyzją urzędową wprowadza się także czas letni.

Kategoria: Moje artykuły | Dodał: kolo (2019-03-21)
Wyświetleń: 248 | Rating: 0.0/0
Liczba wszystkich komentarzy: 0
Imię *:
Email *:
Kod *:
Kategorie sekcji
Mini-czat
Statystyki

Ogółem online: 1
Gości: 1
Użytkowników: 0
Formularz logowania
 Statystyki