Która godzina?
O której godzinie zaczyna się nowy rok? Prosta odpowiedź brzmi: o 12:00 w nocy. Ale jak się dobrze zastanowisz, to stwierdzisz, że może jednak o 24:00? Ponadto na wschodnich granicach naszego kraju Nowy Rok zaczyna się wcześniej niż na zachodnich, a my się po prostu umówiliśmy, że witamy go w tym samym momencie.
cechy oraz następstwa ruchu obrotowego Ziemi;
związek pomiędzy ruchem obrotowym Ziemi a występowaniem stref czasowych;
co to jest umowna linia zmiany daty.
Omówisz pozorną wędrówkę Słońca po niebie oraz w różnych porach roku na podstawie ilustracji.
Wyjaśnisz zależność między ruchem obrotowym a różnicą czasu na Ziemi.
Omówisz przebieg linii zmiany daty.
Wskażesz czas słoneczny danego miejsca na podstawie jego długości geograficznej.
Obliczysz różnicę między czasem słonecznym miejsc położonych na różnych południkach.
1. Czas słoneczny
Moment górowania Słońca występuje jednocześnie we wszystkich punktach leżących na tym samym południku. Południe słoneczne jest podstawą wyznaczenia czasu słonecznego. Słońce góruje co prawda na różnej wysokości, ale wszędzie jest to największa wysokość w ciągu danego dnia. Czas, jaki upływa między kolejnymi górowaniami Słońca, to doba. Ziemia dokonuje w tym czasie jednego obrotu wokół osi. Przyjęto, że w momencie górowania jest dokładnie godzina 12:00 czasu słonecznegoczasu słonecznego. Cała doba trwa 12 godzin przed południem słonecznym i 12 godzin po tym momencie. Cała doba dzieli się więc na 24 godziny. Znając czas obrotu Ziemi i wiedząc, że każdy punkt na niej zatacza koło, można obliczyć, w jakim tempie obraca się Ziemia.
360° : 24 godziny = 15°
Jedna godzina to 60 minut. Obliczmy teraz, w ciągu ilu minut Ziemia obróci się o 1°.
60 minut : 15° = 4 minuty
24 godziny = 360°
1 godzina = 15°
4 minuty = 1°
1 minuta = 15 sekund
W ciągu 1 godziny Ziemia obraca się o 15°. W ciągu 4 minut Ziemia obraca się o 1°.
A jaka jest różnica między czasem na różnych południkach? Weźmy dla przykładu różnicę między dwoma południkami: 12⁰E i 26⁰E. Wiemy, że na południku 12⁰E jest godzina 12:20. Gdy miejscowości są na tych samych półkulach, obliczając różnicę, od większej długości odejmujemy mniejszą, a gdy są na różnych półkulach sumujemy długości.
Należy więc najpierw obliczyć różnicę długości geograficznych. Należy przy tym wziąć pod uwagę, że oba miejsca leżą na jednej półkuli. W takim wypadku należy odjąć wartości.
26⁰E - 12⁰E = 14⁰
Wiemy więc, że południki dzieli 14 stopni. Wiemy też, że Ziemia obraca się w tempie 1 stopnia w 4 minuty. Możemy więc obliczyć różnicę czasu słonecznego.
14⁰ x 4 minuty = 56 minut
Południk 26⁰E leży na wschód od 12⁰E. Należy więc dodać otrzymany wynik do znanego czasu.
12.20 + 56 minut = 13:16
Na południku 26⁰ jest godzina 13:16.
A co, jeśli południki leżą na różnych półkulach? Załóżmy, że na naszym południku 12⁰E nadal jest 12:20. Chcemy dowiedzieć się, która godzina jest na południku 24⁰W. Jeśli południki leżą na różnych półkulach, chcąc obliczyć czas miejscowy, należy dodać do siebie ich wartości.
12⁰E + 24⁰W = 36⁰
Teraz obliczamy różnicę w czasie:
36⁰ x 4 minuty = 144 minuty (2 godziny i 24 minuty).
Obliczamy teraz czas miejscowy. Południk 24⁰W leży na zachód od 12⁰E – w takim przypadku musimy odjąć czas.
12.20 – 2 h 24 min = 9:56
W 1884 r. na konferencji waszyngtońskiej przyjęto podział Ziemi na 24 strefy czasowe. Południkiem początkowym do wyznaczenia stref stał się południk zerowy Greenwich. Przemieszczając się od południka 0⁰ do południka 180⁰ na wschód (przez 12 stref) - dodajemy 12 godzin, a na zachód - odejmujemy.
Oblicz czas słoneczny na południkach 15⁰W, 30 ⁰E, 40⁰E, 169⁰W w momencie, gdy Słońce góruje na południku 0⁰.
Na południku 12⁰E jest nadal 12:20. Obliczmy teraz, na którym południku jest w tej chwili południe. Skoro w 4 minuty Ziemia obraca się o 1⁰, a różnica w czasie wynosi 20 minut, to możemy obliczyć południk, którego szukamy.
20 minut : 4⁰ = 5⁰
Południk ten znajduje się o 5° dalej. Ale w którą stronę? Skoro u nas jest godzina późniejsza, to musimy skierować się na zachód.
12⁰E - 5⁰ = 7⁰E
Południe jest teraz na południku 7⁰E.
Na południku 0⁰ jest godzina 12:00. Na których południkach jest w tym momencie godzina 5:20, 13:00 i 23:20?
2. Linia zmiany daty
Zmiany w sposobie życia ludzi na Ziemi w XIX wieku, ułatwienia w podróżach, łączność telefoniczna, radiowa i inne formy komunikacji zmusiły do uporządkowania kwestii czasu. Trudno było funkcjonować w sytuacji, gdy niemal w każdym miejscu każdego kraju obowiązywał inny czas. Wprowadzono wówczas pojęcie czasu uniwersalnegoczasu uniwersalnego. Strefa czasu uniwersalnego nazywana jest także strefą czasu zachodnioeuropejskiego. Przyjęto wówczas międzynarodową umowę, według której czas południka 0⁰ przechodzącego przez Greenwich w Wielkiej Brytanii jest czasem uniwersalnym i wszystkie inne południki mają czas odpowiedni do różnicy długości geograficznej. Czas ten został przyjęty przez Wielką Brytanię, Irlandię, Islandię, Portugalię.
Wyróżniamy także tzw. czas urzędowyczas urzędowy, czyli umowny czas obowiązujący na konkretnym obszarze, najczęściej państwa.
W momencie, gdy Słońce góruje na południkiem Greenwich i jest na nim południe słoneczne, po przeciwnej stronie kuli ziemskiej jest północ. W związku z tym uznano, że właśnie tam kończy się doba, której połowa (czyli południe) wypada właśnie w Greenwich. Koniec doby oznacza, że zaczyna się następna doba i zmienia się data. Linię południka 180⁰ uznano więc za linię zmiany datylinię zmiany daty. Południk ten miejscami przecina jednak zamieszkane tereny, więc przebieg linii zmiany daty poprzesuwano miejscami tak, aby nie było sytuacji, że dwa miejsca leżące na tej samej wyspie mają dwie różne daty. Przekraczając linię zmiany daty z zachodu na wschód, powtarzamy tę samą dobę. Natomiast jeśli przekroczymy ją ze wschodu na zachód, musimy dodać jedną dobę.
Członkowie ekspedycji Ferdynanda Magellana, którzy jako pierwsi opłynęli świat, po powrocie do portu, z którego wypłynęli, ze zdumieniem odkryli, że nie mogą doliczyć się jednego dnia. To właśnie po tej wyprawie uznano, że należy wprowadzić linię, na której zmienia się data.
Podsumowanie
Moment doby słonecznej, w którym Słońce znajduje się na największej wysokości kątowej nad horyzontem.
Doba trwa 24 godziny.
W każdej chwili na kuli ziemskiej występują wszystkie pory dnia i nocy.
1⁰ długości geograficznej odpowiada 4 minutom czasu słonecznego.
Dla strefy czasu uniwersalnego (lub zachodnioeuropejskiego) południkiem środkowym jest południk zerowy.
Linia południka 180⁰ (z niewielkimi odchyleniami w częściach zamieszkałych Pacyfiku) stała się podstawą wyznaczenia linii zmiany daty.
Praca domowa
Odczytaj z mapy, w przybliżeniu do pełnego stopnia, długość geograficzną miejscowości, w której mieszkasz. Oblicz, która godzina czasu słonecznego jest na tym południku w momencie, gdy w Greenwich jest dokładnie 12:00 czasu słonecznego.
Słownik
czas związany bezpośrednio z położeniem Słońca na niebie; jest taki sam dla wszystkich miejsc leżących na danym południku
(w skrócie UT) czas średni słoneczny na południku zerowym
umowny czas obowiązujący na konkretnym obszarze, najczęściej państwa
umowna linia przebiegająca w przybliżeniu wzdłuż południka 180⁰ (z niewielkimi odchyleniami), po której obu stronach data różni się o 1 dobę
Zadania
Wskaż nazwę czasu odnoszącego się do momentu górowania Słońca na danym południku.
- czas słoneczny
- czas gwiazdowy
- czas południkowy
- czas górowania
- czas urzędowy
Określ, ile godzin upływa między kolejnymi górowaniami Słońca nad danym południkiem.
- 24 godziny
- 10 godzin
- 12 godzin
- 20 godzin
- 48 godzin
Oblicz czas słoneczny na południku 15°E gdy na południku 0° jest 13:00.
- 14:00
- 12:00
- 15:00
- 11:00
- 13:01
Oblicz czas słoneczny na południku 19°E gdy na południku 0° jest 14:00 czasu słonecznego.
- 15:16
- 13:16
- 15:00
- 16:00
- 14:44
Oblicz czas słoneczny na południku 31°W gdy na południku 2°E jest 16:15 czasu słonecznego.
- 14:03
- 14:15
- 15:03
- 16:12
- 14:44
Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących linii zmiany daty.
| Prawda | Fałsz | |
| Nie wolno przekraczać linii zmiany daty. | □ | □ |
| Podróżując z zachodu na wschód przy przekraczaniu linii zmiany daty trzeba dodać jeden dzień. | □ | □ |
| Podróżując z zachodu na wschód przy przekraczaniu linii zmiany daty trzeba odjąć jeden dzień. | □ | □ |
| Podróżując ze wschodu na zachód przy przekraczaniu linii zmiany daty trzeba dodać jeden dzień. | □ | □ |
| Podróżując ze wschodu na zachód przy przekraczaniu linii zmiany daty trzeba dodać jedną godzinę. | □ | □ |