Następstwa ruchu obrotowego Ziemi
Samolot z Warszawy do Moskwy startuje o . Gdy ląduje w Moskwie, jest godzina . Start lotu powrotnego z Moskwy następuje o , lądowanie w Warszawie też o . Jak to możliwe? Zapoznaj się z zawiłościami związanymi z czasem na Ziemi, a przekonasz się, że tak może być naprawdę.
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.
Przyporządkujesz dany obszar do określonej strefy czasowej.
Wyjaśnisz zasady wprowadzania czasu urzędowego.
Wyjaśnisz znaczenie czasu uniwersalnego.
globus.
* Dla zainteresowanych
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 niebieskimpołudnikiem niebieskim. Rzut południka niebieskiego na powierzchnię Ziemi odpowiada południkowi miejscowemu.
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 , 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 czasu miejscowego słonecznego, to na południku 15°W będzie o godzinę wcześniej, czyli , a na południku 15°E będzie o godzinę później, czyli czasu słonecznego.
15° – 1 godzina
1° – 4 minuty
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?
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?
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RGuwBz5qvrPMh
Animacja prezentująca metodę obliczania różnicy czasu słonecznego pomiędzy miastami leżącymi na tej samej półkuli.
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.
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.
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.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RaGu3rsZqTazy
Animacja prezentująca sposób obliczania różnicy czasu słonecznego pomiędzy miastami leżącymi na różnych półkulach.
Dokonaj obliczeń i określ czas słoneczny na południku 20°W, gdy Słońce góruje na południku 20°E.
Dokonaj obliczeń i określ czas słoneczny na południku 160°E, gdy Słońce góruje na południku 170°W.
Zaznacz, która godzina czasu słonecznego jest w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest .
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 uniwersalnymczasem uniwersalnym.
Uzgodniono także podział Ziemi na 24 strefy czasowestrefy 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°30E do 22°30E. Kiedy w strefie południka 0° – nazywanej strefą czasu uniwersalnego lub strefą czasu zachodnioeuropejskiego – jest godzina , to w naszej strefie czasu środkowoeuropejskiego jest . W strefie czasu wschodnioeuropejskiego (od 22°30E do 37°30E, środkowy południk to 30°E) jest wówczas . 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.
Korzystając z globusa sprawdź, czy na kuli ziemskiej są południki środkowe stref czasowych położone w całości na oceanie, które nie przechodzą przez jakikolwiek ląd. Zaznacz prawidłową odpowiedź.
Polska leży w dwóch strefach czasowych – w strefie czasu środkowoeuropejskiego i wschodnioeuropejskiego. Granica między tymi strefami przebiega wzdłuż południka 22°30E.
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 urzędowyczas 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 uniwersalnego spowodowało konieczność uznania południka 180° za międzynarodową linię zmiany datymiędzynarodową 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”).
Zaznacz, która godzina czasu strefowego jest w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest .
Zaznacz, która godzina czasu urzędowego jest w grudniu w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest .
Zaznacz, która godzina czasu urzędowego jest w lipcu w okolicach Hrubieszowa (24°E), gdy w Greenwich jest .
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 poddającym 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.
Odczytaj z mapy (przybliżoną do 1 stopnia) długość geograficzną miejscowości, w której mieszkasz i oblicz:
1. czas słoneczny w twojej miejscowości w momencie, gdy w Greenwich jest ;
2. czas strefowy w twojej miejscowości w momencie, gdy w Greenwich jest ;
3. czas urzędowy w twojej miejscowości w listopadzie w momencie, gdy w Greenwich jest ;
4. czas urzędowy w twojej miejscowości w czerwcu w momencie, gdy w Greenwich jest .
Zapoznaj się z następującymi hasłami ze słownika:
południk niebieskipołudnik niebieski,
międzynarodowa linia zmiany datymiędzynarodowa linia zmiany daty,
czas słonecznyczas słoneczny,
czas uniwersalnyczas uniwersalny,
strefy czasowestrefy czasowe,
czas urzędowyczas urzędowy.
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Miejsce Ziemi we Wszechświecie. Kształt i wymiary ZiemiMiejsce Ziemi we Wszechświecie. Kształt i wymiary Ziemi,
Ruch obrotowy ZiemiRuch obrotowy Ziemi,
Ruch obiegowy ZiemiRuch obiegowy Ziemi,
Następstwa ruchu obiegowego ZiemiNastępstwa ruchu obiegowego Ziemi.
Słownik
czas słoneczny na południku zerowym, za który przyjęto południk przechodzący przez obserwatorium astronomiczne Greenwich w Londynie; jest jednocześnie czasem strefowym pierwszej strefy czasowej, od której liczy się czas pozostałych stref
umowny czas obowiązujący na danym obszarze; czas urzędowy zwykle ustalany jest w taki sposób, aby cały obszar kraju lub jednostki administracyjnej znajdował się w tej samej strefie; w państwach o dużej rozciągłości równoleżnikowej na różnych obszarach może obowiązywać inny czas urzędowy; w wielu państwach czas urzędowy odpowiada czasowi strefowemu odpowiedniej strefy czasowejstrefy czasowej; są również kraje, w których urzędowo wprowadza się czas letni przesunięty o godzinę w stosunku do czasu strefowego
częściowo pokrywa się ona z południkiem 180°; czas obowiązujący na terytoriach położonych na zachód od tej linii (czyli na półkuli wschodniej) jest przesunięty o dobę do przodu względem czasu terytoriów położonych na wschód od niej (czyli na półkuli zachodniej)
linia na sferze niebieskiej łącząca punkt na horyzoncie określający kierunek południowy (S) z punktem na horyzoncie określającym kierunek północny (N) i przechodząca przez zenit; południk niebieski jest miejscem, gdzie odbywają się górowania ciał niebieskich
obszary powierzchni Ziemi o szerokości 15° długości geograficznej, rozciągające się południkowo; w całej tak wyznaczonej strefie obowiązuje jednakowy czas; jednocześnie jest to czas słoneczny środkowego południka tej strefy
Ćwiczenia
Pozorne miejsce górowania Słońca na sferze niebieskiej zawsze wypada na
- zwrotniku Raka.
- południku niebieskim.
- południku 0°.
Uzupełnij puste miejsca, wybierając brakujące elementy z listy.
czasowe, równoleżnikowe, Warszawie, Greenwich, atomowym, powszechnym, wysokości, długości, Waszyngtonie, równikowe, klimatyczne, uniwersalnym, szerokości, Moskwie, wolnym, objętości
Początkowym południkiem do obliczeń ................................ geograficznej i czasu na Ziemi jest południk 0° przechodzący przez obserwatorium astronomiczne w ................................. Czas tego południka nazywa się czasem ................................. Ziemia jest podzielona na 24 strefy .................................
Uzupełnij puste miejsca.
Decyzje urzędowe często zmieniają przebieg granic ............ czasowych tak, aby dostosować je do granic państwowych. Niektóre kraje świata, na drodze decyzji ...................... , wprowadzają także czas sezonowy (letni). W całej Unii Europejskiej, zatem i w Polsce, obowiązuje on od ostatniej niedzieli ............ do ostatniej .................. października.
Wzdłuż południka 180° (z pewnymi modyfikacjami) przebiega specyficzna linia o nazwie
- linia granicy stref czasowych.
- linia zmiany daty.
- linia południka zerowego.