§ 11. Солнечный свет на Земле — Учебник Полярная звезда 5-6 класс
Задания и упражнения
Вопрос 1. Сформулируйте географические следствия вращения Земли:
а) вокруг своей оси — смена дня и ночи
Так как Земля представляет собой шар, то Солнцем может быть освещена только половина его поверхности. В полушарии, на которое попадают солнечные лучи, наблюдается день. А в полушарии, на которое солнечные лучи не попадают, наблюдается ночь.
Благодаря вращению Земли вокруг своей оси, каждая точка земной поверхности перемещается, то выходя под солнечные лучи, то уходя в тень.
б) вокруг Солнца. — смена сезонов года
Так как орбита Земли вокруг Солнца представляет собой эллипс (овал), то расстояние от Земли до Солнца постоянно меняется. Плюс к тому, из-за неизменного наклона земной поверхности к плоскости орбиты и неизменного положения оси вращения Земли, солнечные лучи неравномерно согревают различные участки земной поверхности.
В течении года то одно, то другое полушарие на протяжении нескольких месяцев освещается более интенсивно. Поэтому в наиболее освещенном полушарии начинается лето, а в наименее освещенном — зима. Между этими состояниями наблюдаются переходные сезоны: осень и весна.
Вопрос 2. Почему Солнце в течение года по-разному освещает Землю?
Солнце по разному освещает различные участки земной поверхности из-за наклона земной оси, неизменности положения земной оси и из-за формы орбиты движения Земли вокруг Солнца.
Если бы земная ось находилась под прямым углом к плоскости орбиты и если бы орбита Земли представляла собой окружность, в центре которой находилось бы Солнце, то солнечные лучи всегда падали бы на каждый участок планеты под одним и тем же углом. То есть сохранялся бы стабильный уровень освещенности и никакой смены времён года бы не происходило.
Но существуют 3 фактора, которые в корне меняют ситуацию:
1. Земная ось находится под углом к плоскости орбиты. В результате половину года солнечные лучи падают отвесно в районе тропика одного из полушарий и под сильным наклоном в другом полушарии. Чем более отвесно падают солнечные лучи, тем интенсивнее освещенность участка, поэтому в этом полушарии наступает лето. Чем более пологий угол наклона лучей, тем менее интенсивно освещение, поэтому в другом полушарии в это время наступает зима. Кроме того, из-за наклона оси, часть года солнечные лучи вообще не попадают за полярный круг в районе полюсов.
2. Наклон земной оси неизменен по отношению к плоскости орбиты. Если бы земная ось меняла своё положение, то в одном полушарии планеты всегда могло бы быть лето, а в другов — зима. Но так как ось неизменна, все участки планеты получают достаточное количество тепла и света.
3. Эллипсоидная (овальная) форма орбиты вращения Земли вокруг Солнца. Двигаясь по эллипсу (овалу) Земля то приближается в Солнцу, то отдаляется от него. Когда в Северном полушарии лето, то земля находится дальше всего от Солнца, а зима — ближе всего. Это также влияет на степень освещенности разных участков планеты. И именно поэтому лето в Северном полушарии и лето в Южном полушарии отличаются.
Вопрос 3. Как вы думаете, на экваторе день всегда равен ночи? А на полюсах такое бывает?
Да, на экваторе день всегда приблизительно равен ночи — световой день составляет 12 часов 7 минут.
Чем дальше находится точка поверхности планеты от экватора, тем больше меняется долгота дня в течении года. Например, на широте 30° длина светового дня колеблется от 12 до 14 часов, а на широте 60° — от 6 до 18 часов.
На Северном полюсе и на Южном полюсе наблюдаются такие явления, как полярный день и полярная ночь, когда день или ночь продолжается на протяжении нескольких месяцев.
В дни весеннего и осеннего равноденствия день равен ночи на всей поверхности планеты, а том числе и на полюсах (согласно учебнику)
Комментарий: В реальности на Южном и Северном полюсе этого не происходит даже в дни равноденствия. Из-за того, что солнечные лучи преломляются в атмосфере планеты, в дни весеннего и осеннего равноденствия солнце светит круглые сутки ( точнее примерно 2 суток до равноденствия и 2 суток после него) на обоих полюсах.
Кроме того, преломление лучей света в атмосфере (рефракция) делает в равноденствие световой день чуть дольше ночи на всей планете. На экваторе он длиться 12 часов 7 минут, а, например, в Самаре — 12 часов 17 минут.
Вопрос 4. Где на Земле день всегда равен ночи, а Солнце дважды в году бывает в зените?
День всегда равен ночи на экваторе Земли.
Солнце два раза бывает в зените также только на экваторе Земли.
Вопрос 5. Выберите верный ответ. Самое высокое положение Солнца над горизонтом называется:
а) зенитом — правильный ответ;
б) экватором;
в) тропиком.
Вопрос 6. Закончите предложение: «Угол падения солнечных лучей и высота Солнца над горизонтом уменьшаются, если…»
Угол падения солнечных лучей и высота Солнца над горизонтом уменьшаются, если:
- наступает послеполуденное время суток и Солнце начинает клониться к закату;
- в Северном полушарии от дня летнего солнцестояния 20 (21) июня до дня зимнего солнцестояния 21(22) декабря, а в Южном полушарии от дня зимнего солнцестояния 21(22) декабря до дня летнего солнцестояния 20 (21) июня;
- район земной поверхности находится дальше от тропической зоны и ближе к приполярной зоне.
Вопрос 7. Какое утверждение является верным?
1) Смена дня и ночи следствие наклона земной оси к плоскости орбиты — неправильный ответ. (Смена дня и ночи происходит вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Угол наклона оси приводит к неравномерному освещения земной поверхности в течении года.)
2) На полярных кругах Солнце находится за горизонтом в течение полугода. (Солнце находится за горизонтов в течении полугода только на Южном и на Северном полюсе. На полярных кругах полярная ночь (или день) длиться всего около 2-х суток.)
3) В момент летнего солнцестояния Северного полушария лучи Солнца в полдень падают отвесно на Северный тропик — правильный ответ.
4) Только два раза и году Северный и Южный полюсы Земли освещаются Солнцем одинаково — верный ответ.
Вопрос 8. Прочитайте внимательно текст параграфа. Выпишите из текста:
а) новые термины н понятия:
Солнцестояние, равноденствие, плоскость орбиты, пояса освещенности, Северный полярный пояс, Северный умеренный пояс, Тропический пояс, Южный умеренный пояс, Южный полярный пояс, полярный день, полярная ночь, зенит, световой день.
б) незнакомые слова:
Осевое движение, орбитальное движение, зенит, эллипс, солнцестояние, равноденствие.
Расскажите, как распределялось бы тепло на поверхности Земли:
а) если бы она была плоская — солнечные лучи распределялись бы равномерно, одинаково нагревая её.
б) если бы наклон земной оси был равен 90° — солнечные лучи распределялись бы по поверхности Земли точно также, как в дни равноденствия:
- на экваторе солнце бы всегда было в зените;
- между экватором и полярным кругом продолжительность дня и ночи всегда была бы одинаковой — такой, как в дни равноденствия;
- в полярных областях смена дня и ночи происходила бы каждый день, Солнце стояло бы над горизонтом всегда низко, а полярных ночей и полярных дней не было бы вовсе;
- на полюсах теоретически также могла бы происходить ежедневная смена дня и ночи, но из-за преломления солнечных лучей в атмосфере, в реальности наблюдался бы круглогодичный полярный день.
Вопрос 9. Объясните поговорку «Солнце на лето, зима на мороз». К какому месяцу года она относится?
Поговорка “Солнце на лето, зима на мороз” относится к месяцу январь.
Именно в этом месяце световой день начинает постепенно увеличиваться после дня зимнего солнцестояния в конце декабря. То есть Солнце поворачивает на лето, самые тёмные месяцы заканчиваются.
При этом, согласно наблюдениям, январь является самым холодным месяцем года, так что выражение “зима на мороз” очень точно характеризует этот месяц.
Термины, понятия и ключевые слова
Зенит — это самое высокое положение Солнца над горизонтом.
Тропики — это условные линии, ограничивающие ту область по обе стороны от экватора, в пределах которых Солнце бывает в зените.
Полярные круги — это условные линии, ограничивающие ту область вокруг полюсов, где бывают полярный день и полярная ночь.
Пояса освещённости — это участки земной поверхности, для которых характерна определенная продолжительность солнечного освещения и количество тепла, получаемого от Солнца. Выделяют 5 поясов освещённости: Северный полярный пояс, Северный умеренный пояс, Тропический пояс, Южный умеренный пояс и Южный полярный пояс. Подробнее о поясах освещенности можно прочитать на странице Пояса Земли.
Полярный день — это период, в течение которого Солнце не заходит за горизонт в течении нескольких дней или месяцев.
Полярная ночь — это период, в течении которого Солнце не выходит из-за горизонта в течении нескольких дней или месяцев.
Равноденствие — это сутки, в которых день равен ночи. Наблюдается 20 (22) марта и 22 (23) сентября.
Солнцестояние — это сутки, в течении которых наблюдается самый длинный световой день или самая длинная ночь в году. Наблюдается 20 (21) июня и 21 (22) декабря.
Вам будет интересно!
Подробное описание поясов освещенности с определением, картой и сравнительной таблицей можно прочитать на странице Пояса Земли.
На канале Astro Channel даётся понятный ответ на вопрос: Почему происходит равноденствие и солнцестояние: Равноденствие и солнцестояние. Астрономия для начинающих.
Закрепить весь пройденный материал и посмотреть как выглядит полярный день и полярная ночь лучше всего посмотрев ролик “Движения Земли и пояса освещенности” на канале Софья Поповичева.