Движение Земли вокруг своей оси и расчет времени

Земля поворачивается вокруг своей оси на 15° за 1 час (360° / 24 часа). На поворот на 1° уходит 4 минуты.

Местное время: На одном меридиане полдень наступает одновременно во всех точках. Разница местного времени между двумя пунктами находится умножением разницы их географической долготы на 4 минуты.

Поясное время: Земной шар разделен на 24 часовых пояса, каждый по 15°. Нулевой (и 24-й) пояс проходит через Гринвичский меридиан. В Восточном полушарии номер пояса равен результату деления долготы на 15, а в Западном — полученное число вычитается из 24. Если остаток больше 7,5°, к частному прибавляется 1.

Движение Земли вокруг Солнца и освещенность

При движении вокруг Солнца ось Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5°, а экватор — под углом 23,5°.

21 марта и 23 сентября: Дни весеннего и осеннего равноденствия. Солнце в зените над экватором (лучи падают под углом 90°). По всему миру день равен ночи (12 часов).
22 июня: Летнее солнцестояние. Солнце в зените над Северным тропиком (23,5° с.ш.). В Северном полушарии самый длинный день и самая короткая ночь.
22 декабря: Зимнее солнцестояние. Солнце в зените над Южным тропиком (23,5° ю.ш.). В Северном полушарии самая длинная ночь и самый короткий день.

Расчет угла падения солнечных лучей

Угол падения солнечных лучей на заданную географическую широту можно найти по формуле:

$h = 90^\circ - (\text{разница в градусах между широтой пункта и широтой зенита Солнца})$

Если пункт и Солнце (в зените) находятся в одном полушарии, их широты вычитаются. Если в разных полушариях, широты складываются. Затем полученное значение вычитается из $90^\circ$ .

Запомните

Земля поворачивается на 1° за 4 минуты, а за 1 час — на 15°.
При движении на восток местное время прибавляется, на запад — убавляется.
Угол падения солнечных лучей, когда Солнце в зените на экваторе, находится по формуле $h = 90^\circ - \varphi$ .
В межтропическом поясе (от $23{,}5^\circ$ с.ш. до $23{,}5^\circ$ ю.ш.) Солнце бывает в зените 2 раза в год, а на тропиках — 1 раз.

Разобранные примеры

Пример 1
Город Баку находится на 50° в.д., а Нью-Йорк — на 74° з.д. Если местное время в Баку 14:00, сколько времени в Нью-Йорке?
Решение
1. Так как пункты в разных полушариях, их долготы складываются: $50^\circ + 74^\circ = 124^\circ$ .
2. Переводим разницу в градусах во время (1° = 4 мин): $124 \cdot 4 = 496$ минут, то есть 8 часов 16 минут.
3. Так как Нью-Йорк находится западнее Баку, время там отстает. Вычитаем разницу: 14:00 - 8 часов 16 минут = 05:44.
Ответ: Местное время в Нью-Йорке — 05:44.
Пример 2
Вычислите угол падения солнечных лучей в Баку (40° с.ш.) 22 июня.
Решение
1. 22 июня Солнце находится в зените над Северным тропиком (23,5° с.ш.).
2. Баку (40° с.ш.) и широта зенита (23,5° с.ш.) находятся в одном полушарии. Разница в градусах между ними: $40^\circ - 23{,}5^\circ = 16{,}5^\circ$ .
3. Угол падения солнечных лучей: $h = 90^\circ - 16{,}5^\circ = 73{,}5^\circ$ .
Ответ: $73{,}5^\circ$ .

Проверьте себя

Сначала решите сами, потом откройте ответ.

На какой географической долготе находится пункт, если местное время там 15:20, в то время как на Гринвичском меридиане 12:00?
1. 50° в.д.
2. 30° в.д.
3. 50° з.д.
4. 80° в.д.
5. 40° з.д.
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: A 50° в.д.
Разница во времени $15:20 - 12:00 = 3$ часа 20 минут $= 200$ минут. Разница в градусах $= 200 / 4 = 50^\circ$ . Так как время в пункте опережает Гринвич, он находится восточнее. Значит, 50° в.д.
Чему равен угол падения солнечных лучей на 60° северной широты 21 марта?
1. 60°
2. 90°
3. 30°
4. 0°
5. 45°
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: C 30°
21 марта Солнце в зените над экватором ( $0^\circ$ ). Формула: $90^\circ - (60^\circ - 0^\circ) = 30^\circ$ .
Чему равна разница между максимальным и минимальным углом падения солнечных лучей в пункте, расположенном на 40° северной широты?
1. 23,5°
2. 47°
3. 40°
4. 50°
5. 66,5°
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: B 47°
В Северном полушарии наибольший угол бывает 22 июня ( $h_{max} = 90^\circ - (40^\circ - 23{,}5^\circ) = 73{,}5^\circ$ ), а наименьший — 22 декабря ( $h_{min} = 90^\circ - (40^\circ + 23{,}5^\circ) = 26{,}5^\circ$ ). Разница: $73{,}5^\circ - 26{,}5^\circ = 47^\circ$ .

Типичные ошибки

Забывать вычитать полученное число из 24 при определении часового пояса в Западном полушарии.
Неправильно определять разницу в широтах при расчете угла падения лучей, если пункт и Солнце (в зените) находятся в разных полушариях (их нужно складывать, а не вычитать).
Путать местное и поясное время, используя формулы одного для другого.

Всё ещё не до конца понятно?

Объяснит тему голосом, как на уроке, запишет всё на доске и проверит вопросами.

Изучить с Живым репетитором Решить задачу по фото