6 класс

Тема
«Распределение солнечного света
и тепла на Земле»

Материалы для подготовки к уроку

Т.В. КОНСТАНТИНОВА
канд. пед. наук, старший преподаватель
Калужского государственного педагогического университета
им. К.Э. Циолковского

Средства обучения

Глобус, физическая карта полушарий, таблицы, схемы, теллурий (если есть).

Термины и понятия

Солнцестояние (летнее солнцестояние и зимнее солнцестояние) - моменты, когда высота Солнца над горизонтом в полдень наибольшая (летнее солнцестояние, 22 июня) или наименьшая (зимнее солнцестояние, 22 декабря). В отдельные годы солнцестояние смещается на 21-е число, так как продолжительность календарного года меняется (365 или 366 дней). В день летнего солнцестояния самая большая продолжительность дня в Северном полушарии, вся область за полярным кругом освещена, Солнце не заходит. В Южном полушарии в это время самый короткий день, вся область за полярным кругом в тени, Солнце не восходит. В день зимнего солнцестояния картина обратная: самый короткий день в Северном полушарии, самый длинный в Южном. В дни, близкие к солнцестоянию, мало изменяются продолжительность дня и полуденная высота Солнца, отсюда термин «солнцестояние».
Равноденствие (весеннее равноденствие и осеннее равноденствие) - моменты, когда солнечные лучи касаются обоих полюсов, а земная ось перпендикулярна лучам. Весеннее равноденствие бывает 21 марта, осеннее равноденствие - 23 сентября; в отдельные годы равноденствие смещается на 22-е число. Северное и Южное полушария освещены одинаково, на всех широтах день равен ночи, на одном полюсе Солнце восходит, на другом заходит. Фактически всюду день несколько длиннее ночи, так как Солнце видно с Земли не как точка, а как диск диаметром около 0,5°, а из-за преломления лучей в атмосфере Солнце кажется несколько выше над горизонтом, чем оно расположено на самом деле.
Тропики - Северный тропик и Южный тропик (от греческого tropikos kyklos - круг поворота) - параллели соответственно с северной и южной широтой около 23,5°. В день летнего солнцестояния (22 июня) Солнце в полдень стоит в зените над Северным тропиком, или тропиком Рака; в день зимнего солнцестояния (22 декабря) - над Южным тропиком, или тропиком Козерога. На любой широте между тропиками Солнце бывает в зените дважды в году; к северу от Северного тропика и к югу от Южного тропика Солнце в зените не бывает.
Пояса освещенности - части поверхности Земли, ограниченные тропиками и полярными кругами и различающиеся по условиям освещенности. Между тропиками расположен тропический пояс; здесь дважды в году (а на тропиках - раз в году) можно наблюдать полуденное Солнце в зените. От полярного круга до полюса
в каждом полушарии лежат полярные пояса; здесь бывают полярный день и полярная ночь. В умеренных поясах , находящихся в Северном и Южном полушариях между тропиком и полярным кругом, Солнце в зените не бывает, полярный день и полярная ночь не наблюдаются. Раньше пояса освещенности назывались тепловыми поясами . Сейчас термин «тепловые пояса» применяется для обозначения понятия «температурные пояса».
Полярные круги (Северный полярный круг и Южный полярный круг) - параллели соответственно с северной и южной широтой около 66,5°. К северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярного круга наблюдаются полярный день (летом) и полярная ночь (зимой). Область от полярного круга до полюса в обоих полушариях называется Заполярье.
Полярный день - период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не опускается за горизонт. Продолжительность полярного дня тем больше, чем дальше к полюсу от полярного круга. На полярных кругах Солнце не заходит только в день солнцестояния, на 68° широты полярный день длится около 40 суток, на Северном полюсе 189 суток, на Южном несколько меньше, из-за неодинаковой скорости движения Земли по орбите в зимнее и летнее полугодия.
Полярная ночь - период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не поднимается над горизонтом, - явление, противоположное полярному дню, наблюдается одновременно с ним на соответствующих широтах другого полушария. Фактически полярная ночь всегда короче полярного дня из-за того, что Солнце, когда оно находится ненамного ниже горизонта, освещает атмосферу и полной темноты нет (сумерки).

Ученые

Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль Бируни (973 - около 1050) Арабский астроном, геолог, минералог. Высказал мысль о движении Земли вокруг Солнца.
В 1020 г. определил угол наклона эклиптики: 29° 34’, что полностью соответствует современным расчетам этого угла для данного года.

Инструментарий географа

Теллурий (от латинского tellus , родительный падеж telluris, - Земля) - прибор для наглядной демонстрации годового движения Земли вокруг Солнца и суточного вращения Земли вокруг своей оси. В теллурии шарик, изображающий Землю, движется вокруг источника света (например, лампочки с рефлектором), представляющего Солнце. Кроме того, шарик-Земля вращается вокруг оси, проходящей через его центр и сохраняющей неизменное наклонное направление (подобно земной оси). Иногда в теллурии меньший шарик изображает Луну, обращающуюся вокруг Земли.
Гномон (от греческого gnomon - стрелка) - древнейший астрономический инструмент, состоящий из вертикального стержня на горизонтальной площадке. По наблюдению за длиной и направлением тени стержня можно определить высоту и азимут Солнца, направление полуденной линии и др.

Практическая работа учащихся

Нанесение на контурную карту полярных кругов,
тропиков и поясов освещенности

Цель работы: формирование представления о годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца, о нагреве и освещении Земли, формирование аккуратности при работе с контурными картами.
Оборудование: Атлас по географии для 6-го класса, контурные карты полушарий, цветные карандаши, рабочая тетрадь.

Задание 1

На контурной карте полушарий обозначьте и надпишите:
1. Синим карандашом - полярные круги, красным карандашом - тропики.
2. Редкой штриховкой обозначьте пояса освещенности: тропический пояс - красным карандашом, умеренные - зеленым, полярные - синим.
3. Надпишите названия поясов освещенности.

Задание 2

Ответьте на вопросы:
1. Почему на Земле происходит смена времен года?
2. Почему солнечное тепло и свет по поверхности Земли распределяются неравномерно?
3. Чем примечательны дни весеннего и осеннего равноденствия?

Задание 3

Схематическим рисунком изобразите положение Земли относительно Солнца 22 декабря.
1. Подумайте, как надо расположить границу света и тени относительно полярных кругов.
2. На чертеже проведите параллель, имеющую широту вашей местности.
3. Синим карандашом обведите те части параллелей, которые находятся в тени.
4. Сделайте вывод о продолжительности дня и ночи на этих параллелях.

Цифры и факты

Все данные приводятся без учета видимой величины диска Солнца и преломления лучей в атмосфере.

Изменение продолжительности дня
на разных широтах в течение года в Северном полушарии,
час.мин

Продолжительность полярного дня и полярной ночи
на различных широтах Северного полушария,
сут.

Пояса освещённости

Зависит ли погода от состояния небесных светил
и их положения на небосводе?

На состояние земной атмосферы, а следовательно и на погоду на Земле могут оказывать влияние лишь светила, являющиеся источниками энергии, поступающей на нашу планету. Солнце - практически единственный такой источник и, значит, единственное светило, от положения на небосводе и состояния которого зависит погода на Земле. Остальные звёзды, другие планеты солнечной системы, так же как Луна, никакого прямого влияния на погоду Земли не оказывают. Но условия их наблюдения с Земли сильно зависят от условий погоды - это-то и дало повод людям в далёком прошлом связывать с положением небесных светил происходящие на Земле изменения погоды.

Обелиск полярному кругу

Жители Салехарда вполне могут гордиться уникальным географическим положением своего города. Дело в том, что Салехард расположен на линии Северного полярного круга и разделен ею на две части. В центре города на символической разделительной линии установлен обелиск Полярному кругу.
Возле железной дороги Петербург-Мурманск стоит каменный столб с надписью «Полярный круг».
А вот такой же надписи на станции с этим названием не верьте: станция примерно на 12 км южнее этой параллели.
Студенты биологического факультета МГУ соорудили на линии Северного полярного круга деревянный знак на ББС (Беломорской биологической станции), расположенной на границе Мурманской области и республики Карелия.

Самостоятельная работа учащихся

География и поэзия

Прочитайте отрывок из поэмы А.С. Пушкина:

Когда я в комнате моей
Пишу, читаю без лампады,
И ясны спящие громады
Пустынных улиц и светла
Адмиралтейская игла.

И, не пуская тьму ночную
На золотые небеса,
Одна заря сменить другую
Спешит, дав ночи полчаса.

Ответьте на вопросы:

1. О каком времени суток говорится в этом отрывке? Почему поэт читает без лампады?
2. Какое время года описывается в отрывке?
3. О каком городе России идет речь?

Домашнее задание для желающих

Узнай при помощи фонарика, как зависит
освещенность от направления лучей

Земля совершает путь вокруг Солнца в течение года. Поскольку земная ось - воображаемая линия, проходящая через центр планеты между полюсами, - имеет наклон 23,5°, то ежегодно в определенное время Cеверное и Южное полушария попеременно получают от Солнца то больше тепла и света, то меньше.
В последнем случае холодает и световой день сокращается. Попробуй это проверить при помощи фонарика.
Требуется:
лист белого картона, фонарь.
Выполнение:
1. Направь луч фонарика отвесно на лист белого картона так, чтобы освещенная поверхность представляла собой круг.
2. С того же расстояния направь луч фонарика под углом - освещена уже бoльшая поверхность, овальной формы, но освещена слабее, чем круг. То же самое происходит и с солнечными лучами. Ближе к полюсам они падают на землю под более острым углом, и освещаемая ими поверхность получает мало света и тепла. Ближе к экватору лучи падают отвесно или почти отвесно, поверхность получает больше тепла.

Статья дает представление о поясах освещенности Земли. Объясняет природу этого явления. Подтверждает на основе научных доказательств факт того, что наша планета вращается вокруг солнца.

Пояса освещённости земли

Пояса освещённости - это участки земной поверхности, которые ограничены тропиками и полярными кругами. Разница между ними состоит в условиях освещённости.

Тропики расположены территориально на 23° 26′16″ на север и на юг от экватора. Визуально их можно представить как воображаемые линии, или основные параллели, которые отмечаются на географических картах планеты.

Наклон земной оси относительно плоскости орбиты и движение планеты вокруг Солнца создали условия для формирования пяти поясов освещения. Они различаются вышиной полуденного стояния Солнца над горизонтом, длиной светового дня и характерными для каждого из них тепловыми условиями.

Благодаря небесному светилу и его энергии стало возможным зарождение жизни на Земле.

ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой

Наличие на планете поясов освещенности признано вторым по важности следствием в географии относительно того факта, что Земля вращается вокруг Солнца.

Для точного понимания того, какие пояса освещенности выделяют, необходимо ознакомиться и с таким понятием как «полярные круги».

Полярным кругом именуется воображаемая параллель на поверхности планеты, которая проходит практически параллельно с экватором. Выше широты, на которой расположен полярный круг, в летнее время можно наблюдать полярные ночи, а зимой — полярные дни.

Какие пояса освещенности выделяют на земной поверхности?

• тропический пояс находится между северным и южным тропиком;
• северный умеренный пояс находится в Северном полушарии, между субарктическим и северным субтропическим поясом. Он проходит между 40 и 65° с. ш.;
• южный умеренный пояс находится в Южном полушарии, между субантарктическим и южным субтропическим поясом. Он проходит между 40° и 65° с. ш.;
• два полярных пояса расположены внутри полярного круга в каждом из полушарий.

Наглядно увидеть границы прохождения поясов освещенности можно увидеть на рисунке.

Рис. 1. Пояса освещенности планеты.

Для тропического пояса освещенности характерно такое явление как «Солнце в полдень в зените». На тропиках это случается только раз в году. Этот природный феномен напоминает движение воображаемого маятника между тропиками. 6 месяцев от тропика северного до тропика южного, а затем в обратном направлении. За один календарный год на всех широтах, которые проходят между тропиками это необычное природное явление можно наблюдать дважды.

Два умеренных пояса освещенности отличаются от прочих тем, что за год на любой из широт каждые 24 часа делятся на дневное и ночное время.

Полярные пояса освещенности хранят в себе секрет такого природного явления как полярный день и полярная ночь.

Рис. 2. Полярная ночь.

На полярных кругах они сравнимы с сутками, однако, в дни солнцестояний их продолжительность на полюсах составляет 6 месяцев.

Полярный день - промежуток времени, за который Солнце в высоких широтах более 24 часов не заходит за горизонт.

Рис. 3. Полярный день.

Полярный день имеет границы со дня весеннего до дня осеннего равноденствия. На Южном полюсе процесс проходит в обратном порядке. Предельная высота Солнца над горизонтом на полюсах в периоды солнцестояний составляет 23033′.

Полярная ночь - промежуток времени, когда солнечный диск в высоких широтах больше 24 часов не вздымается над горизонтом.

Полярная ночь короче по своей продолжительности, чем полярный день потому, что Солнце, когда находится в положении существенно ниже горизонта, озаряет атмосферу и полная темнота не наблюдается. Это явление можно назвать не иначе как сумерки.

Объяснение этому кроется в крене земной оси относительно плоскости орбиты вращения нашей планеты вокруг Солнца.

Что мы узнали?

Мы ознакомились с такими понятиями как: «полярный круг», «тропики», «полярная ночь», «полярный день». Сформировали представлений о суточном движении планеты в разных световых поясах. Выяснили, что является причиной некоторых природных явлений. Дополнили имеющиеся знания по предмету за 5 класс. Познакомились с уникальными фактами из интереснейших мест планеты.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.4 . Всего получено оценок: 300.

От степени освещения земного шара выделяют несколько таких поясов – один тропический, умеренные и полярные по одному в северном и южном полушариях.

Выделяют всего пять поясов освещенности:

• Тропический;
• Умеренные — Северный, Южный;
• Полярные — Северный, Южный.

Тропический пояс освещенности

Итак, границами тропического пояса освещенности являются Южный и Северный тропики — параллели с соответствующими географическими координатами – 23,44° южной широты и столько же 23,44° северной. Над этими параллелями и в пределах тропического пояса освещенности солнечный свет еще образует с поверхностью Земли прямой угол падения, те есть Солнце будет находиться в зените (предметы и объекты на поверхности в этот момент не отбрасывают тень). Рельеф Земли между этими тропиками получает максимум количества солнечного тепла и света. Это происходит в момент зимнего (для юж. тропика) и летнего (для сев. тропика) солнцестояния.

Умеренные пояса освещенности

Дальше за границами тропического пояса освещенности, в сторону полюсов лежат зоны умеренных поясов освещенности. Отличительная особенность — средняя освещенность, которая к тому же сильно зависит от годового положения Земли относительно Солнца, то есть в зимнее время года будет один уровень поступающего света от солнца, а летом другой. Соответственно, степень получаемого тепла поверхностью Земли будет не одинаковой. В областях умеренных поясов освещенности Солнце на протяжении всего года ни разу не достигает положения в зените. Границами умеренного пояса освещенности северного полушария будет широта Северного тропика в 23,44° и широта Северного полярного круга в 66,56° , для Южного полушария соответственно – Южные тропик и полярный круг с соответствующими координатами по параллелям.

Полярные пояса освещенности

Полярные пояса освещенности (северный и южный) лежат за пределами полярных кругов (в 66,56°) в обоих полушариях. Здесь освещение поверхности Земли минимальная. Границей полярного пояса освещения определена параллель, над которой Солнце достигает верхней точки над горизонтом в декабре в момент солнцестояния — это 66,56° северной широты. Аналогично, для южной широты в 66,56°, где солнечный диск виден в наивысшей точке только уже в июне в момент солнцестояния.

Рис. 1. Пояса освещенности Земли

Граница поясов освещенности

В период полярного дня в пределах полюсов солнце ближе к горизонту и не поднимается высоко. Солнечные потоки света, из-за малого угла падения, слегка обогревают поверхность, большей частью отражаются от заснеженных равнин и горных ледяных скал. А полярной ночью, солнце и вовсе остается за горизонтом. В этих широтах перепады температур составляют 35°С — 65°С. Формирование подобного климата зависит от степени нагрева земной поверхности, то есть, от того, насколько эффективно освещается Солнцем данная часть Земли.

Разделение зон по количеству поступающего солнечного света между собой обуславливает наличие границ поясов освещенности.

Так что является границей поясов освещенности? Это условно принятые параллели, которые разделяют участки освещения планеты — Северный тропик и Южный, Северный полярный круг и Южный.

Зоны освещенности — формирование климата

Солнце – источник тепла, который нагревает земную поверхность и окружающий воздух. Солнечный свет, который несет с собой тепло, падает на поверхность планеты на разных широтах под своим углом, что приводит к не равной степени поглощения тепла поверхностью.

Например, в экваториальных широтах угол падения солнечных лучей составляет 90° — поверхность земли получает максимум тепла, а в северных широтах угол падения 30° — эти районы планеты нагреваются меньше.

Благодаря разной степени освещенности формируется определенные пояса освещенности Земли и их границы. Этим определяется разница климата в северных, умеренных и экваториальных широтах земного шара.

Сразу уточним – тепловые пояса и зоны освещенности Земли имеют разные границы и не идентичны. Тепловые пояса прежде всего зависят от горообразования, наличия прибрежных областей — соприкосновение морей и океанов с материками, от разных направлений течения вод в океанах, от распределения воздушных потоков и количества осадков.

Почему температура поверхности и воздушных масс на экваторе меняется не так сильно по сравнению с северными широтами? Потому, что угол падения солнечного света на протяжении года изменяется на малую величину.

По итогам выше сказанного — пояса освещенности граничат между собой. Границы поясов освещенности — это параллели в 23,44° и 66,56° северных и южных широт. Иначе эти пограничные линии называются Северным и Южным тропиком, Северным полярным и Южным полярным кругами – это четыре из пяти главных параллелей, отмечаемых на .

В результате шарообразности планеты, при движении солнечных лучей к полюсам от экватора, угол упадка лучей уменьшается. На Полюсах планеты высота Солнца днем будет маленькой, а вблизи экватора достигнет огромного состояния. Из-за этого обособленная единица площади получает все меньше света и солнечного тепла.

Неравномерное распределения света и солнечного тепла привело к тому, что поверхность Земли разделили на пояса освещенности. Существует различных пять поясов освещенности, и их границами являются полярные круги и тропики. Перечень поясов:

• пояс освещенности умеренный (два);
• пояс освещенности холодный (два);
• пояс освещенности жаркий.

Перечисленные пояса образовались из-за наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты, а так же, благодаря движению Земли вокруг Солнца.

Пояс освещенности является частью поверхности Земли. Эта часть ограничена полярными кругами и тропиками, имеет особенные условия освещенности.

Освещенность является потоком солнечного света, припадающего на единицу конкретной поверхности.

Отличие поясов друг от друга заключается в следующих факторах:

• тепловые условия и разная температура воздуха;
• продолжительность дня;
• различные природные условия;
• высота полуденного Солнца над горизонтом.

22 декабря и 22 июня, 1 раз в год, на Южном и Северном тропике можно проследить отвесное падение солнечных лучей. В те же даты, 1 раз в год, случается полярный день и полярная ночь, характерные полярному Южному и полярному Северному кругам.

Умеренные пояса освещенности

Существует два умеренных пояса. Один из них находиться в полушарии Северном, другой – в Южном. Оба пояса расположены между тропиками и полярными кругами, и примыкают к жаркому поясу. В представленных поясах освещенности солнечные лучи спускаются на Землю под определенным наклоном. Чем ближе к северу, тем сильнее наклон будет всё больше и больше. Это значит, что поверхность планеты будет нагреваться меньше, и температура будет не такой горячей. Характерной особенностью поясов умеренного плана является то, что в них Солнце никогда не бывает в зените. В таких поясах четко выражены времена года. Это значит, что во время приближения к Полярному кругу зима становится очень холодной и длинной, а во время приближения к тропикам, начинается теплое и продолжительное лето. Умеренные пояса освещенности ограничены изотермой со стороны полюсов. Изотерма представляет собой границу распространения лесов. Больше половины поверхности земного шара приходится на умеренные пояса освещенности. В летние периоды в северных городах можно наблюдать белые ночи. Более того, в летние периоды заметно увеличивается продолжительность дня, и уменьшается продолжительность ночи. В зимние – наоборот.

Жаркий пояс освещенности

Жаркий пояс освещенности занимает практически 40 процентов поверхности Земли. Данный пояс находится между Южным и Северным тропиками. Солнце всегда расположено высоко над горизонтом в жарком поясе. Это значит, что поверхность Земли будет прекрасно прогрета. В жарких поясах освещенности нет разницы между зимними и летними температурами, а термические сезоны, и вовсе, отсутствуют. Температура воздуха, примерно, составляет 25+ градусов тепла. Как световой день, так и ночь, приблизительно равны. Их продолжительность составляет порядка двенадцати часов. В таких поясах освещенности отсутствуют сумерки, а солнце бывает в зените всего несколько раз в год: на Южном и на Северном тропике. Границы жаркого пояса освещенности совпадают с границами распространения кораллов в океане и пальм на суше. Жарким пояс называется потому, как получает наибольшее количество тепла в год.

Холодные пояса освещенности

В мире существует два холодных пояса. Один из них расположен в Южном полушарии, а второй – в Северном. Холодные пояса освещенности занимают не более 8 процентов территории планеты. Находятся эти пояса внутри полярных кругов. Представляют собой наиболее интересные пояса для рассмотрения, так как в них крайне странные условия распределения света и солнечного тепла. В зимние периоды солнце в представленных поясах вовсе не показывается из-за горизонта. Благодаря этому и можно наблюдать такое явление как полярная ночь. В периоды лета Солнце не успевает спрятаться за горизонт. Благодаря этому можно наблюдать полярный день. Ближе к полюсам длительность ночей полярного характера и полярных дней увеличивается, и начинает достигать шести месяцев. В таких поясах лето короткое и прохладное, а ночи суровые и холодные. Поверхность Земли слабо нагревается, практические не обеспечивает тепла, так как угол опускания солнечных лучей крайне маленький. Когда на улице стоит полярная ночь, практически нет притока тепла.

Полярный день – уникальный период времени, во время которого Солнце находится в высоких широтах и не пересекает горизонт, не опускается за него.

На Северном полюсе, ближе к самому полюсу, продолжительность такого дня может достигать 169 суток. На Южном полюсе эта цифра несколько ниже. Это обусловлено неравномерной скоростью движения Земли. На полярном круге, то есть на параллельной величине, день может длиться около сорока суток.

Полярная ночь – уникальный период времени, во время которого Солнце находится в высоких широтах и не пересекает горизонт, не поднимается над ним.

Явление полярной ночи диаметрально противоположно явлению полярного дня. Его можно наблюдать и в Южном, и в Северном полушарии. Практически всегда полярная ночь длится меньше, чем полярный день.

Из всех поясов освещенности, которые существуют на планете, самыми комфортными поясами с условиями для проживания принято считать умеренные пояса, тянущиеся к жарким. Холодные пояса считаются местами вечного льда, а жаркие слишком неудобны для жизни.

Освещенность поверхности Земли и влияние на здоровье

Всем известно, что дневной свет играет ключевую роль в жизни людей. Дневной свет не только обеспечивает восприятие зрительного характера, но и влияет на центральные процессы жизнедеятельности. Он регулирует устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды и влияет на обмен веществ. Чередование дня и ночи является естественным процессом. А восприятие естественного света человеком является элементом его внутренних часов.

И, плюс ко всему, освещение оказывает влияние на работоспособность и настроение людей…