Miejsce Ziemi we Wszechświecie. Kształt i wymiary Ziemi
Współrzędne geograficzne – ćwiczenia
Współrzędne geograficzne
Na powierzchni kuli, którą w przybliżeniu jest Ziemia, brakuje punktów odniesienia. Bez wprowadzenia dodatkowych oznaczeń nie można określić położenia jakiegokolwiek miejsca na jej powierzchni. By temu zaradzić, trzeba posłużyć się układem współrzędnych geograficznych. Podczas tej lekcji dowiesz się, jak to zrobić.
R1FBUTLaoUp7R1
Już wiesz
że Ziemia nie jest idealną kulą, ma kształt geoidy – bryły niemającej swego odpowiednika w geometrii;
że ruch obrotowy Ziemi odbywa się wokół osi ziemskiej;
że płaszczyzna równikowa jest nachylona pod kątem 23°27' w stosunku do płaszczyzny, po której Ziemia obiega Słońce.
Nauczysz się
omawiać, jak skonstruowana jest siatka geograficzna składająca się z linii opisujących położenie dowolnego miejsca na Ziemi;
definiować, czym jest szerokość i długość geograficzna;
wyjaśniać, w jaki sposób określa się szerokość geograficzną i długość geograficzną dowolnego punktu na powierzchni Ziemi;
obliczać rozciągłość południkową i rozciągłość równoleżnikową dowolnego obszaru na Ziemi;
objaśniać, co to jest zwrotnik i koło podbiegunowe.
i9mGDaIHq4_d5e250
1. Co to są południki i równoleżniki i jakie cechy posiadają?
Ziemia obraca się wokół własnej osi z zachodu na wschód. Oś obrotu przecina powierzchnię naszej planety w miejscach nazywanych biegunamigeograficznymi – północnym i południowym. Stały się one punktami odniesienia, które pozwoliły zbudować sieć współrzędnych umożliwiających lokalizację dowolnego obiektu na kuli ziemskiej. Umowne linie na powierzchni Ziemi łączące najkrótszą drogą bieguny północny i południowy nazwano południkamipołudnikpołudnikami. Wszystkie południki mają tę samą długość. Ze względów praktycznych konieczne było wyznaczenie południka odniesienia (zerowego). Dzięki temu każdy z południków mógł zostać opisany stopniami kąta dwuściennego, zawartego między jego płaszczyzną a płaszczyzną południka odniesienia. W 1884 roku za początkowy (zerowy) południk przyjęto ten, który przebiega przez Królewskie Obserwatorium Astronomiczne w Greenwich (obecnie w granicach Londynu).
Rysując na powierzchni Ziemi umowne linie prostopadłe do południków, wyznaczono równoleżnikirównoleżnikrównoleżniki, które mają kształt okręgów i wszystkie są równoległe do siebie. Im bliżej biegunów, tym okręgi te są mniejsze. W równej odległości od obu biegunów znajduje się najdłuższy równoleżnik, któremu nadano nazwę równikrównikrównik, i to w stosunku do niego zaczęto określać położenie pozostałych równoleżników. Każdy z równoleżników opisany jest stopniami kąta zawartego między płaszczyzną równika a promieniem ziemskim przechodzącym przez dany równoleżnik. Układ południków i równoleżników wraz z biegunami tworzy na kuli ziemskiej lub jej modelu – globusie, tzw. siatkę geograficznąsiatka geograficznasiatkę geograficzną.
R19EdxZMkDcGB1
Zapamiętaj!
Cechy południków:
mają kształt półokręgów;
zbiegają się w biegunach;
mają jednakową długość (ok. 20 tys. km);
południk można przeprowadzić przez każdy punkt na Ziemi, dlatego jest ich nieskończenie wiele;
wskazują kierunki: północ i południe;
umownie wyznaczone południki 0° i 180° dzielą Ziemię na półkulę wschodnią i zachodnią.
Cechy równoleżników:
mają kształt okręgów;
im bliżej biegunów, tym ich obwód jest mniejszy;
najdłuższym równoleżnikiem jest równik (ok. 40 tys. km), który dzieli Ziemię na półkulę północną i południową;
równoleżnik można przeprowadzić przez każdy punkt na Ziemi, dlatego jest ich nieskończenie wiele;
przecinają się z południkami pod kątem prostym i wskazują kierunki: wschód i zachód.
Polecenie 1
Znając wymiary Ziemi, można obliczyć, jaką długość (w przybliżeniu) ma odcinek odpowiadający jednemu stopniowi kątowemu na równiku i dowolnym południku.
Oblicz, jaką odległość trzeba pokonać wzdłuż równika, żeby zmienić swoje położenie o 1°.
Określ, jaką odległość należy pokonać wzdłuż południka, który jest o połowę krótszy od równika, aby zmienić swoje położenie o 1°.
Ciekawostka
W 1984 roku dokonano nieznacznej korekty położenia południka zerowego (a co za tym idzie, także wszystkich pozostałych) i obecnie przebiega on 102 m dalej na wschód od swojego poprzednika. Na szczęście nadal przechodzi przez Greenwich, więc nie było powodu zmieniać jego nazwy zwyczajowej.
R1PrxuiXaoDUy1
i9mGDaIHq4_d5e337
2. Współrzędne geograficzne, czyli jak wyznaczyć długość i szerokość geograficzną
Dla określenia położenia każdego punktu na Ziemi potrzebne są dwie informacje – długość i szerokość geograficzna. Długość geograficznądługość geograficznaDługość geograficzną wyznacza kąt dwuściennykąt dwuściennykąt dwuścienny pomiędzy półpłaszczyzną południka zerowego (0°) a półpłaszczyzną południka przechodzącego przez określony punkt na powierzchni Ziemi. Szerokość geograficznaszerokość geograficznaSzerokość geograficzna to kąt między linią łączącą ten punkt ze środkiem Ziemi (czyli promieniem ziemskim) a płaszczyzną równika. Obie wielkości określają położenie punktu na powierzchni kuli ziemskiej i nazywane są współrzędnymi geograficznymiwspółrzędne geograficznewspółrzędnymi geograficznymi. Miarą, w jakiej podaje się długość i szerokość geograficzną, są stopnie. Jeden stopień (1°) dzieli się na sześćdziesiąt minut (60'), a jedna minuta (1') na sześćdziesiąt sekund (60'').
R1QYSZYvhtwb91
Zapamiętaj!
1° = 60' 1' = 60''
Długość geograficzną liczy się, począwszy od południka zerowego (0°) Greenwich w kierunku wschodnim aż do południka 180° lub w kierunku zachodnim także do tego samego południka 180°. Kiedy mierzymy długość na wschód od Greenwich, zaznaczamy, że jest to długość geograficzna wschodnia (w skrócie E). Jeśli natomiast określamy ją na zachód od południka zerowego, zaznaczamy, że jest to długość geograficzna zachodnia (w skrócie W).
Szerokość geograficzną liczymy od równika, któremu przypisano wartość 0°. Jeśli liczymy ją na północ, to wówczas zaznaczamy, że jest to szerokość geograficzna północna (w skrócie N). Odmierzamy ją aż do bieguna północnego, który ma szerokość geograficzną równą 90°N. Jeśli szerokość geograficzną odmierzamy w przeciwnym kierunku, aż do bieguna południowego – wówczas zaznaczamy, że jest to szerokość geograficzna południowa (w skrócie S). Biegunowi południowemu przypisano szerokość geograficzną równą 90°S.
Zapamiętaj!
Długość geograficzna:
wschodnia E,
zachodnia W.
Szerokość geograficzna:
północna N,
południowa S.
Wszystkie punkty leżące na jednym południku mają tę samą długość geograficzną. Wszystkie punkty leżące na jednym równoleżniku mają tę samą szerokość geograficzną. Opisując długości geograficzne punktów leżących na południkach 0° oraz 180°, nie stosujemy oznaczenia kierunku i opisów w postaci liter E czy W. Opisując szerokości geograficzne punktów leżących na równiku, nie stosujemy oznaczenia kierunku i nie opisujemy literami N czy S.
R1FBUTLaoUp7R1
i9mGDaIHq4_1430986670715_0
Wyznaczamy współrzędne geograficzne – ćwiczenia
Informacja o położeniu geograficznym (współrzędnych geograficznych) pozwala jednoznacznie określić, w jakim miejscu kuli ziemskiej znajduje się opisywany obiekt.
Ćwiczenie 1
Znajdujesz się w punkcie o współrzędnych 50°N, 20°E. Określ swoje nowe współrzędne, gdy przesuniesz się o 20° na północ.
70°N, 20°E
Ćwiczenie 2
Znajdujesz się w punkcie o współrzędnych 50°N, 20°E. Określ nowe współrzędne, gdy od początkowego punktu przesuniesz się o 10° na południe i 20° na wschód.
40°N, 40°E
Ćwiczenie 3
Znajdujesz się w punkcie o współrzędnych 50°N, 20°E. Określ nowe współrzędne geograficzne, gdy od początkowego punktu przesuniesz się o 60° na południe i 60° na zachód.
10°S, 40°W
i9mGDaIHq4_d5e469
3. Jakie znaczenie mają zwrotniki i koła podbiegunowe?
Umiejętność określania długości geograficznej jest niezbędna do zlokalizowania wybranego obiektu na powierzchni kuli ziemskiej oraz do obliczania czasu słonecznego. Do opisu lokalizacji na kuli ziemskiej konieczne jest również określenie szerokości geograficznej, od której zależy m.in. strefowa zmienność struktury środowiska na Ziemi – układ stref klimatycznych, glebowych, roślinnych i krajobrazowych.
Oś ziemska jest nachylona pod kątem 66°33' w stosunku do płaszczyzny orbity Ziemi. W rezultacie w różnych porach roku można obserwować w południe Słońce w zenicie nie tylko na równiku, ale także w strefie między zwrotnikiem Rakazwrotnik Rakazwrotnikiem Raka (23°27'N) a zwrotnikiem Koziorożcazwrotnik Koziorożcazwrotnikiem Koziorożca (23°27'S).
W okolicach podbiegunowych znajdują się dwa niezwykłe równoleżniki: koło podbiegunowe północnekoło podbiegunowe północnekoło podbiegunowe północne i koło podbiegunowe południowekoło podbiegunowe południowekoło podbiegunowe południowe. Ich szerokość geograficzna wynosi ok. 66°33' (odpowiednio N i S). W zależności od pory roku w szerokościach geograficznych wyższych niż szerokości kół podbiegunowych występują zjawiska tzw. dnia i nocy polarnej. Kiedy promienie słoneczne padają prostopadle na zwrotnik Raka (ok. 22 czerwca), wówczas poza kołem podbiegunowym północnym jest dzień polarny (Słońce nie schodzi poniżej linii horyzontu), a poza kołem podbiegunowym południowym noc polarna (Słońce nie wschodzi nad horyzont). Z sytuacją odwrotną mamy do czynienia, gdy promienie słoneczne padają prostopadle na zwrotnik Koziorożca (ok. 22 grudnia).
R1cfRNkd27Rmr1
Ćwiczenie 4
Zastanów się, pod jakim kątem widać Słońce w południe na obydwu zwrotnikach, jeżeli w tej samej chwili promienie słoneczne padają na równik pod kątem prostym (90°). Sytuacja taka występuje dwukrotnie w ciągu roku: ok. 21 marca i ok. 23 września.
66°33'
Pamiętaj! Kąt, pod jakim płaszczyzna równika jest nachylona w stosunku do płaszczyzny orbity Ziemi, wynosi obecnie 23°27'.
Ćwiczenie 5
W południe 22 czerwca promienie słoneczne padają pionowo na zwrotnik Raka. Pod jakim kątem Słońce widoczne jest w tym samym momencie na równiku?
66°33'
i9mGDaIHq4_d5e543
4. Rozciągłość południkowa i równoleżnikowa
Obiekty fizyczne na kuli ziemskiej mają określone położenie w przestrzeni, a także określone rozmiary i powierzchnię. Ich przestrzenna rozciągłość ma istotne znaczenie dla zróżnicowania środowiska przyrodniczego i geograficznego. Państwa o dużej rozciągłości południkowej i równoleżnikowej, a jednocześnie dużej powierzchni – np. Rosja i Stany Zjednoczone – mają na ogół silnie zróżnicowane środowisko przyrodnicze, bowiem w ich granicach mieści się kilka stref klimatyczno‑krajobrazowych. Przez ich obszar przebiega też kilka stref czasowych.
Geografowie wprowadzili specyficzne pojęcia rozciągłości pozwalające opisać położenie każdego obszaru na kuli ziemskiej. Pojęcie rozciągłości południkowejrozciągłość południkowarozciągłości południkowej oznacza różnicę szerokości geograficznej między najdalej wysuniętymi na północ i południe punktami obszaru. Analogicznie pojęcie rozciągłości równoleżnikowejrozciągłość równoleżnikowarozciągłości równoleżnikowej oznacza różnicę długości geograficznej między najdalej na wschód i na zachód wysuniętymi punktami obszaru. Rozciągłość południkową dosyć łatwo przeliczyć ze stopni na kilometry. Jeden stopień łuku południka ma długość ok. 111 km. Trudniej jest przeliczać rozciągłość równoleżnikową, ponieważ łuk mający tyle samo stopni, ale leżący na różnych szerokościach geograficznych (różnych równoleżnikach), ma inną długość.
RU7vL4yKI8gdw1
Ćwiczenie 6
Oblicz rozciągłość równoleżnikową Chin. Wynik podaj w stopniach i minutach kątowych. Pamiętaj, że 1° to 60'. Skrajne przylądki Chin mają w przybliżeniu następujące długości geograficzne: zachodni kraniec ma długość geograficzną 73°50'E, a wschodni 135°10'E.
61°20'
Ćwiczenie 7
Oblicz rozciągłość południkową Chile. Wynik podaj w stopniach i minutach kątowych, a następnie przelicz na kilometry. Skrajne przylądki Chile mają w przybliżeniu następujące szerokości geograficzne: północny kraniec ma szerokość geograficzną 17°30'S, a południowy 56°32'S.
39°02'; 4332,7 km
Wskazówka: 1° szerokości geograficznej (łuku południka) ma w przybliżeniu długość 111 km, a 1' to ok. 1,85 km.
Niektóre państwa leżą na dwóch półkulach i wtedy ich rozciągłość trzeba liczyć, dodając do siebie długość lub szerokość geograficzną z każdej półkuli. Po obu stronach południka 0° leży między innymi Francja, a po obu stronach południka 180° – Rosja. Po północnej i południowej stronie równika leży Brazylia. Można określać rozciągłość nie tylko państw, ale dowolnych obszarów, np. całych kontynentów. Specyficznym przypadkiem jest Afryka, która leży na półkuli północnej i południowej oraz wschodniej i zachodniej.
RwzPSRmNrjKhu1
Ćwiczenie 8
Oblicz rozciągłość równoleżnikową stanu Alaska, którego skrajne punkty leżą na 130°W i 173°E. Wynik podaj w stopniach kątowych.
57°
Ćwiczenie 9
Oblicz rozciągłość południkową Ekwadoru, którego skrajne punkty leżą na 1°26'N i 5°01'S. Wynik podaj w stopniach i minutach kątowych, a następnie przelicz na kilometry.
6°27'; 716 km
i9mGDaIHq4_d5e717
Podsumowanie
Siatka południków i równoleżników umożliwia precyzyjne określenie położenia każdego punktu na powierzchni Ziemi.
Długość geograficzną określamy w stosunku do południka Greenwich, który został wybrany jako południk zerowy (0°) z nieskończonej liczby identycznych południków.
Szerokość geograficzną określamy w stosunku do równika, który jest najdłuższym równoleżnikiem.
Rozciągłość południkową danego obszaru określają skrajne równoleżniki, pomiędzy którymi ten obszar się znajduje. Rozciągłość równoleżnikową natomiast określają skrajne południki ograniczające dany teren.
Praca domowa
Polecenie 2.1
Zastanów się i odpowiedz na pytania.
W stosunku do której płaszczyzny określa się szerokość geograficzną: zwrotnika Raka, zwrotnika Koziorożca czy równika?
Jakie oznaczenia kierunku należy stosować, określając szerokości geograficzne na półkuli południowej, a jakie na półkuli północnej?
Jakie oznaczenia kierunku trzeba stosować, gdy określamy szerokość geograficzną równika?
Jakie oznaczenia kierunku należy stosować, określając długości geograficzne na półkuli zachodniej, a jakie na półkuli wschodniej?
Jakie oznaczenia kierunku należy stosować, określając długości geograficzne na południku 0° i na południku 180 Indeks górny oo?
Zobacz także
Zapoznaj się z następującymi hasłami ze słowniczka:
kąt dwuścienny pomiędzy półpłaszczyzną południka 0° a półpłaszczyzną południka przechodzącego przez dany punkt na powierzchni Ziemi; każda z półpłaszczyzn ograniczona jest osią ziemską
kąt dwuścienny
kąt dwuścienny
obszar przestrzeni ograniczony dwiema półpłaszczyznami o wspólnej krawędzi
RLozEQlL2ToXj1
koło podbiegunowe południowe
koło podbiegunowe południowe
jeden z równoleżników ziemskich o szerokości geograficznej 66°33'S; wielkość ta ulega ciągłej i powolnej zmianie; na południe od tego równoleżnika występuje zjawisko nocy polarnej; w pobliżu równoleżnika zjawisko to ma miejsce ok. 22 czerwca; im bardziej na południe, tym dłużej trwa, a na biegunie południowym trwa aż pół roku: od ok. 21 marca do ok. 23 września; zjawisko dnia polarnego obserwujemy natomiast w sąsiedztwie koła podbiegunowego południowego ok. 22 grudnia, a na biegunie od ok. 23 września do ok. 21 marca
koło podbiegunowe północne
koło podbiegunowe północne
jeden z równoleżników o szerokości geograficznej 66°33'N; wielkość ta ulega ciągłej i powolnej zmianie; na północ od tego równoleżnika występuje zjawisko nocy polarnej; w pobliżu równoleżnika zjawisko to ma miejsce ok. 22 grudnia; im bardziej na północ, tym dłużej trwa, a na biegunie północnym trwa aż pół roku: od ok. 23 września do ok. 21 marca; zjawisko dnia polarnego obserwujemy natomiast w sąsiedztwie koła podbiegunowego północnego ok. 22 czerwca, a na biegunie od ok. 21 marca do ok. 23 września
południk
południk
umowna linia na powierzchni Ziemi, kształtem zbliżona do półokręgu, łącząca oba bieguny i przecinająca się pod kątem prostym ze wszystkimi równoleżnikami; długość każdego z południków wynosi w przybliżeniu 20 tys. km
rozciągłość południkowa
rozciągłość południkowa
różnica szerokości geograficznych między najdalej na północ i południe wysuniętymi punktami obszaru; rozciągłość południkowa jest wyznaczana przez równoleżniki przebiegające przez te punkty skrajne
rozciągłość równoleżnikowa
rozciągłość równoleżnikowa
różnica długości geograficznych między najdalej na zachód i wschód wysuniętymi punktami obszaru; rozciągłość równoleżnikowa jest wyznaczana przez południki przebiegające przez te punkty skrajne
równik
równik
najdłuższy z równoleżników; jego długość przekracza nieznacznie 40 tys. km
równoleżnik
równoleżnik
okrąg powstały w miejscu przecięcia płaszczyzny prostopadłej do osi ziemskiej z powierzchnią Ziemi
siatka geograficzna
siatka geograficzna
układ południków i równoleżników na kuli ziemskiej lub na globusie
szerokość geograficzna
szerokość geograficzna
kąt pomiędzy linią przechodzącą przez dany punkt i środek Ziemi (promień ziemski) a płaszczyzną równika
współrzędne geograficzne
współrzędne geograficzne
szerokość i długość geograficzna podane w stopniach (°), minutach kątowych (') i sekundach kątowych (''); jeden stopień to 60 minut kątowych, a minuta kątowa to 60 sekund kątowych
zwrotnik Koziorożca
zwrotnik Koziorożca
jeden z równoleżników o szerokości geograficznej ok. 23°27'S; wielkość ta ulega ciągłej i powolnej zmianie; na zwrotniku tym 22 grudnia w południe Słońce świeci pod kątem 90°
zwrotnik Raka
zwrotnik Raka
jeden z równoleżników o szerokości geograficznej ok. 23°27'N; wielkość ta ulega ciągłej i powolnej zmianie; na zwrotniku tym 22 czerwca w południe Słońce świeci pod kątem 90°
i9mGDaIHq4_d5e1103
Zadania
Ćwiczenie 10
RYCJnmh0fOHFV1
Ćwiczenie 11
R1VMwBiRorsrq1
Ćwiczenie 12
RPVdNKZksDbFg1
Ćwiczenie 13
RvtbZzIBv5Uw81
Ćwiczenie 14
R13zGBiFfB6qr1
Ćwiczenie 15
RvaGCJpEOVmqw1
Ćwiczenie 16
R5FtFWvpWpLKC1
Ćwiczenie 17
RAr1OXBLOgV0I1
Ćwiczenie 18
RnQYP3a9HxrBA1
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Które z wymienionych cech są cechami południków, a które równoleżników? Przenieś poszczególne cechy do odpowiednich kategorii.
Mają kształt półokręgów., Zbiegają się na biegunach., Im bliżej biegunów, tym są mniejszymi okręgami., Mają jednakową długość., Mają kształt okręgów., Wskazują kierunek wschód-zachód., Wskazują kierunek północ-południe.