Ruch obiegowy Ziemi — wysokość górowania Słońca i oświetlenie Ziemi

Obliczanie wysokości górowania Słońca to jedno z najbardziej typowych zadań na maturze z geografii na poziomie rozszerzonym. Wymaga połączenia trzech rzeczy: wiedzy o oświetleniu Ziemi w ciągu roku, prawidłowego wyboru wzoru i sprawnego liczenia w stopniach i minutach. Ten materiał ćwiczy wszystkie trzy.

Zaczynasz od przyczyny: oś Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity pod kątem 66°34′, a jej kierunek w przestrzeni się nie zmienia. Dlatego w ciągu roku promienie słoneczne padają prostopadle na różne równoleżniki: w dniach równonocy (21 marca i 23 września) na równik, 22 czerwca na zwrotnik Raka, a 22 grudnia na zwrotnik Koziorożca. Z tego wynikają pory roku, zmienna długość dnia i nocy oraz dzień i noc polarna na obszarach okołobiegunowych.

Drugi blok to obliczenia. W dniach równonocy wysokość górowania wynosi 90° − φ. W dniach przesileń dodajesz 23°26′ dla miejsca na tej samej półkuli co zwrotnik, nad którym Słońce jest w zenicie, a odejmujesz dla miejsca na półkuli przeciwnej. Ćwiczysz obliczenia dla miast w Polsce i na półkuli południowej, a także odwrotne zadania: wyznaczanie szerokości geograficznej z podanej wysokości górowania, łącznie z przypadkami, w których trzeba wziąć pod uwagę, po której stronie nieba góruje Słońce. Liczysz też różnice wysokości górowania między dwoma miejscami i sprawdzasz, dlaczego dla dwóch miast leżących na tej samej półkuli poza zwrotnikami ta różnica przez cały rok pozostaje taka sama.

Trzeci blok dotyczy skutków: gdzie i kiedy występuje dzień polarny i noc polarna, jak zmienia się długość dnia z szerokością geograficzną w dniach przesileń, dlaczego w dniach równonocy dzień trwa wszędzie około 12 godzin oraz gdzie Słońce może górować w zenicie, a gdzie nigdy.

Materiał oferuje cztery formy pracy. Quiz zawiera zadania obliczeniowe i pojęciowe z pełnym obliczeniem w wyjaśnieniu. Fiszki utrwalają daty, kąty i wzory. Egzamin ustny w formie rozmowy z egzaminatorem sprawdza, czy umiesz uzasadnić wybór wzoru i wyjaśnić zjawiska. Praca pisemna do wydruku zawiera zadania otwarte z pełnym zapisem obliczeń.

• Wyjaśniasz, jak nachylenie osi Ziemi w ruchu obiegowym wpływa na oświetlenie Ziemi w dniach równonocy i przesileń.
• Obliczasz wysokość górowania Słońca na dowolnej szerokości geograficznej w dniach równonocy i przesileń.
• Wyznaczasz szerokość geograficzną miejsca na podstawie wysokości górowania Słońca.
• Określasz, gdzie i kiedy występuje dzień polarny, noc polarna i górowanie Słońca w zenicie.
• Porównujesz długość dnia na różnych szerokościach geograficznych w ciągu roku.

Materiał ćwiczeniowy przygotowany przez Zestly.