Ziemia to twoje miejsce we Wszechświecie. Nauką, która pozwoli ci lepiej poznać twój dom, jest geografia. Powtórz razem z nami podstawowe informacje o Ziemi, jej ruchach i następstwach tych ruchów oraz o sposobach określania położenia.

R13c3xIM3IeZ61
Mapa nieba narysowana w XVII wieku przez holenderskiego kartografa Frederika de Wita
iVgIYrNR1G_d5e365

1. Geografia jako nauka

R1YOcPCfxliXU1
Źródło: Olga Mikos, licencja: CC BY 3.0.

Geografię jako naukę podzielono na:

  • geografię fizyczną,

  • geografię ekonomiczną,

  • geografię regionalną,

  • kartografię.

Geografia zajmuje się powłokami ziemskimi, czyli:

  • litosferą,

  • hydrosferą,

  • atmosferą,

  • biosferą,

  • pedosferą.

iVgIYrNR1G_d5e427

2. Miejsce Ziemi we Wszechświecie

RTk1SvSIkybd01
Źródło: The International Astronomical Union/Martin Kornmesser (http://commons.wikimedia.org), NASA (http://commons.wikimedia.org, Krzysztof Jaworski), licencja: CC BY-SA 3.0.

Ziemia jest bryłą przypominającą kulę o promieniu ok. 6 371 km i obwodzie ok. 40 tys. km. To trzecia planeta Układu Słonecznego krążąca dookoła najbliższej gwiazdy – Słońca. Wraz z nim stanowi część Galaktyki Drogi Mlecznej.

iVgIYrNR1G_d5e464

3. Współrzędne geograficzne na globusie i mapie

Układ południków i prostopadłych do nich równoleżników nazywamy siatką geograficzną. Pozwala ona określić położenie każdego punktu na Ziemi. Jej obraz na płaszczyźnie to siatka kartograficzna. Współrzędne geograficzne to długość i szerokość geograficzna.

RzzCDAUMasqFL1
Źródło: Andrzej Bogusz, edycja: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY 3.0.
iVgIYrNR1G_d5e497

4. Kierunki i współrzędne

R15xqZQYSZIEK1
Źródło: Brosen (http://commons.wikimedia.org), Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.
  • Szerokość geograficzną północną mają punkty na północ od równika aż do 90°N.

  • Szerokość geograficzną południową mają punkty na południe od równika aż do 90°S.

  • Długość geograficzną wschodnią mają punkty leżące na wschód od 0° aż do 180°.

  • Długość geograficzną zachodnią mają punkty leżące na zachód od 0° aż do 180°.

iVgIYrNR1G_d5e542

5. Mapa i jej skala

R13EIQqr35BAF1
Źródło: Olga Mikos, licencja: CC BY 3.0.
  • Mapa to obraz powierzchni Ziemi lub jej fragmentu (także innego ciała niebieskiego lub nieba) przedstawiony na płaszczyźnie i w pomniejszeniu, czyli w skali, przy użyciu odwzorowania kartograficznego.

  • Gdy skalę zapisujemy jako ułamek, to nazywamy ją skalą liczbową. Na przykład: 1:500 000 oznacza, że 1 cm na mapie przedstawia 5 km w terenie.

  • Gdy skalę zapisujemy jako 1 cm – 5 km, to także oznacza, że 1 cm na mapie przedstawia 5 km w terenie. Tak zapisana skala nazywana jest skalą mianowaną.

iVgIYrNR1G_d5e586

6. Metody przedstawiania treści na mapie

  • Cechy jakościowe przedstawiamy na mapach za pomocą metody powierzchniowej, sygnaturowej albo metody zasięgów.

  • Cechy ilościowe przedstawiamy za pomocą metody kartogramu lub kartodiagramu.

  • Zjawiska występujące w sposób ciągły można prezentować za pomocą metody izarytmicznej.

iVgIYrNR1G_d5e631

7. Nowoczesne technologie w tworzeniu map

RzHXmUJeNJpTc1
Źródło: Jacques Descloitres, MODIS Rapid Response Team, NASA/GSFC (http://commons.wikimedia.org), Averater (http://commons.wikimedia.org), Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.
  • Zdjęcia satelitarne wykonywane przez okrążające Ziemię satelity naukowe, komercyjne, meteorologiczne, wojskowe i szpiegowskie są następnie stosowane w kartografii.

  • Unoszące się znacznie niżej balony, samoloty, helikoptery, szybowce, latawce oraz drony wykonują zdjęcia lotnicze pozwalające wykreślać mapy.

  • Współcześnie powszechne są już różnego rodzaju mapy cyfrowe, których możemy używać, wykorzystując przeglądarki internetowe.

iVgIYrNR1G_d5e674

8. Ruch obrotowy Ziemi

RItQiuw0LzNDr1
Animacja przedstawia w 24 sekundy ruch obrotowy Ziemi, jaki wykonuje ona w ciągu 24 godzin. Na ekranie Ziemia widoczna z przestrzeni kosmicznej. Niebieski kolor na powierzchni Ziemi wskazuje na oceany i morza. Zielony, żółty i brązowy kolor to kontynenty. Ziemia przechylona w prawo. Na dole globu widoczna Antarktyda pokryta białym lądolodem. Białe przeźroczyste smugi to chmury. Ziemia obraca się cały czas w prawo. Z zachodu na wschód. W lewym dolnym rogu licznik czasu. Licznik pokazuje czas jednego pełnego obrotu.
  • Pozorny ruch Słońca (i innych gwiazd z wyjątkiem Gwiazdy Polarnej) ze wschodu na zachód jest konsekwencją ruchu obrotowego Ziemi dookoła własnej osi z zachodu na wschód.

  • Konsekwencją ruchu obrotowego Ziemi wokół własnej osi jest następstwo dnia i nocy oraz dobowa zmiana czasu.

  • Doba gwiazdowa, czyli czas pełnego obrotu względem gwiazd, trwa ok. 23 godzin 56 minut i 4 sekund.

  • Doba słoneczna, czyli czas pełnego obrotu względem Słońca, trwa niemal dokładnie 24 godziny.

  • Zjawisko nazywane siłą Coriolisa, które jest wynikiem obrotowego ruchu Ziemi, polega na odchylaniu się ciał od swojego toru ruchu w prawą stronę na półkuli północnej i w lewą na półkuli południowej.

  • Ruch obrotowy Ziemi powoduje jej spłaszczenie przy biegunach.

iVgIYrNR1G_d5e725

9. Następstwa ruchu obrotowego

  • Jedną z najważniejszych konsekwencji ruchu obrotowego Ziemi dla życia ludzi jest dobowa zmiana czasu. W tym samym momencie dla jednych punktów na kuli ziemskiej Słońce wschodzi, dla innych góruje, a dla jeszcze innych zachodzi. To, że górowanie Słońca odbywa się w jednym czasie nad tym samym południkiem, pozwoliło wprowadzić czas słoneczny, a na jego podstawie czas strefowy i urzędowy.

  • Czas słoneczny to rzeczywisty czas każdego miejsca na Ziemi.

  • Czas uniwersalny to czas słoneczny południka 0°.

  • Czas strefowy to czas południka 0° i południków o wielokrotności 15°.

  • Czas urzędowy to czas zgodny z decyzją administracyjną.

    R1WgLI4JcvmpB1
    Źródło: Wydawnictwo Edukacyjne Wiking, licencja: CC BY 3.0.

iVgIYrNR1G_d5e770

10. Ruch obiegowy Ziemi

  • Ruch obiegowy Ziemi to jej ruch po orbicie wokół Słońca. Ziemia wykonuje jeden pełny obieg w ciągu 365 dni 5 godzin i 49 minut.

  • Zmienność pór roku i zróżnicowanie stref klimatycznych na Ziemi związane jest z obiegowym ruchem Ziemi wokół Słońca i nachyleniem jej osi w stosunku do płaszczyzny orbity o kąt 66°33'.

  • W ciągu roku na Ziemi dwukrotnie występuje zjawisko równonocy, raz przesilenie letnie i raz przesilenie zimowe.

R1KJhVUmSWYmR1
Źródło: Olga Mikos, TUBS (http://commons.wikimedia.org), Shahid Parvez (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.
iVgIYrNR1G_d5e813

11. Następstwa ruchu obiegowego Ziemi

Rrrns1daq30wM1
Źródło: Olga Mikos, TUBS (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.

Najważniejsze konsekwencje ruchu obiegowego

  • Zjawisko roku, który jest jedną z podstawowych miar czasu, a dla ludzi oznacza konieczność stosowania kalendarza.

  • Zmiana wysokości Słońca w południe w ciągu roku.

  • Zmiana miejsca wschodu i zachodu Słońca na linii widnokręgu w ciągu roku.

  • Dzień polarny i noc polarna, które zdecydowanie ograniczają możliwości funkcjonowania ludzi poza kołami polarnymi.

  • Powstanie 5 stref oświetlenia Ziemi, które stwarzają bardzo różnorodne i odmienne warunki do życia i gospodarowania.

  • Utworzenie się stref klimatycznych, które są konsekwencją zróżnicowanego oświetlenia Ziemi, a ponadto mają ogromny wpływ na strefowość występowania roślin i gleb.

  • Zmienność pór roku wpływająca głównie na warunki dla rolnictwa, ale także na inne dziedziny gospodarki.

iVgIYrNR1G_d5e868

Zadania

Pamiętam i rozumiem

  1. Wymień powłoki ziemskie i wyjaśnij, jakich elementów środowiska dotyczą.

  2. Zdefiniuj obie współrzędne geograficzne i wymień, które z elementów składowych siatki geograficznej albo kartograficznej służą do odczytywania tych współrzędnych.

  3. Wymień konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi widoczne w miejscowości, w której mieszkasz.

  4. Wymień konsekwencje ruchu obiegowego Ziemi możliwe do obserwacji w miejscowości, w której mieszkasz.

Czytam i interpretuję

  1. W dowolnym źródle (podręczniki, książki dotyczące astronomii, encyklopedie, Internet) znajdź informacje dotyczące planet Układu Słonecznego i wyjaśnij, pod jakimi względami cztery wewnętrzne planety naszego Układu są podobne do siebie, a różnią się od czterech zewnętrznych.

  2. Z dostępnych ci map odczytaj nazwy najwyższych szczytów wszystkich kontynentów. Określ ich współrzędne geograficzne i wysokość n.p.m., a następnie porównaj je.

  3. Z mapy klimatycznej odczytaj średnią roczną temperaturę powietrza w miejscowości, w której mieszkasz, średnią temperaturę lipca oraz stycznia, a także roczną sumę opadów. Porównaj odczytane wyniki z resztą obszaru Polski.

  4. Odszukaj na mapie szerokość geograficzną miejscowości, w której mieszkasz. Na tej podstawie oblicz, na jakiej wysokości góruje Słońce w dniach przesileń i równonocy. Jakie są konsekwencje takiego zróżnicowania?

Rozwiązuję problemy

  1. Dokonaj obliczeń, które pozwolą ci lepiej zrozumieć, jakie rozmiary ma Ziemia i obiekty na jej powierzchni. Wyobraź sobie, że promień Ziemi pomniejszamy 100 mln razy i wynosi on ok. 6,37 cm, czyli jest o 4 cm mniejszy od promienia piłki do gry w siatkówkę. Jak wysoki w tej skali będzie szczyt Czomolungma (Mount Everest)? Jak gruba będzie warstwa wody w tak pomniejszonych oceanach (przeważnie ich głębokość wynosi kilka kilometrów)?

  2. Określ długość geograficzną miejscowości, w której mieszkasz. Zapisz godzinę, jaką wskazuje dowolny zegarek w chwili, gdy zaczynasz wykonywać zadanie. Oblicz czas słoneczny w tym samym momencie w twojej miejscowości. Określ czas strefowy dla tego samego momentu i tego samego miejsca. Dodatkowo określ czas urzędowy uwzględniający aktualnie obowiązujący czas letni lub zimowy. Wyjaśnij przyczyny zaobserwowanych różnic.

  3. Zastanów się i opisz konsekwencje, jakie miałaby dla Ziemi zmiana kąta nachylenia osi ziemskiej na kąt 90° w stosunku do płaszczyzny ekliptyki.

iVgIYrNR1G_d5e948

Projekt badawczy

Projekt badawczy – współrzędne geograficzne

Autor: Andrzej Boczarowski

Tytuł projektu

Współrzędne geograficzne

Temat projektu

Określenie współrzędnych geograficznych dowolnego miejsca za pomocą gnomonu

Badana hipoteza

Możliwe jest określenie obydwu współrzędnych geograficznych za pomocą gnomonu i zegarka

Materiały źródłowe

Podręcznik – Dział I, lekcja 1.3 i 1.4

Uczeń

Co dokładnie mam zamiar zrobić, by sprawdzić, czy hipoteza jest prawdziwa?

Obserwację należy przeprowadzić 23 września (czas letni), ewentualnie 21 marca (czas zimowy) między 10.15 a 12.15. Gdyby prognozy pogody zapowiadały całkowite zachmurzenie, to można obserwację przeprowadzić 1‑2 dni wcześniej lub później, pamiętając jednak o błędzie pomiarowym, jaki popełnimy. Na kilka dni przed planowaną obserwacją gnomon należy ustawić pionowo na równym i w miarę gładkim podłożu. Bardzo precyzyjnie mierzymy jego długość. Obserwację można przeprowadzać oczywiście tylko w słoneczny dzień. Po każdej minucie na podłożu zaznaczamy miejsce końca cienia rzucanego przez gnomon i notujemy czas przeprowadzenia obserwacji. Gdy cień zacznie się wyraźnie wydłużać, możemy zaprzestać obserwacji i zaznaczania. Odszukujemy punkt, w którym cień był najkrótszy, oznaczający moment górowania Słońca. Mierzymy dokładnie odległość między podstawą gnomonu a tym punktem. Wysokość gnomonu i długość najkrótszego cienia rysujemy jako dwie przyprostokątne trójkąta (gdy rozmiar gnomonu i cienia jest za duży, to rysunek możemy wykonać w pomniejszeniu, w odpowiedniej skali). Za pomocą kątomierza określamy kąt padania promieni słonecznych. Od 90°N odejmujemy uzyskany wynik pomiaru. Różnica jest naszą szerokością geograficzną. Następnie sprawdzamy czas, w którym miało miejsce górowanie Słońca. Każda minuta różnicy w stosunku do południa na zegarku oznacza różnicę 15' kątowych (czyli ¼ stopnia) długości geograficznej. Jeżeli pomiaru dokonaliśmy we wrześniu, to na obszarze Polski obowiązywał czas letni, czyli zegarki pokazywały południe, gdy Słońce górowało nad południkiem 30°E, i do zmierzonego czasu należy dodać 1 godzinę. Jeżeli w marcu (obowiązuje czas zimowy), to zegarki wskazują 12.00, gdy Słońce góruje nad południkiem 15°E. Zmierzoną różnicę czasu przeliczamy na różnicę długości geograficznej i dodajemy do 15°E lub odejmujemy (tylko na zachodnich krańcach Polski o długości geograficznej mniejszej niż 15°E). Uzyskany wynik zapisujemy jako naszą długość geograficzną

Co trzeba przygotować, by zweryfikować hipotezę?

Gnomon, pion murarski albo poziomica, linijka, taśma miernicza lub inny przyrząd do pomiaru długości, kątomierz, kartka i ołówek

Co będę obserwować (mierzyć)?

Cień gnomonu, jego długość i kierunek, jaki wskazuje, kąty w trójkącie

Czas trwania

Prawidłowe przeprowadzenie obserwacji wymaga dwukrotnego poświęcenia godziny czasu na pracę terenową i kilku godzin na przeprowadzenie pomiarów, obliczeń i wykonanie prezentacji projektu

Wyniki i wnioski z projektu badawczego

RorZeW5v9sj1i1
załącznik z dokumentem do pobrania
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
iVgIYrNR1G_d5e986

Test sprawdzający do działów: I. Ziemia i jej obraz na mapie; II. Ruchy Ziemi i ich następstwa

Test sprawdzający

Ryd1Z7YgAnO4F1
załącznik z dokumentem do pobrania
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.

Klucz testu

RpxpoSdgdb1Fd1
załącznik z dokumentem do pobrania
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.