Вариант 3: Нахождение географических координат

ЗАДАНИЕ 32: ЗЕМЛЯ КАК ПЛАНЕТА

(Время выполнения – 13 минут, уровень сложности – высокий, максимальное количество баллов – 2)

Данное задание проверяет знание особенностей формы, размеров и движения планеты Земля.

Задание представляет собой задачу по определению:

- географических координат точки

- нахождение пункта, в котором Солнце выше всего (ниже всего) над горизонтом

СИСТЕМА ОЦЕНИВАНИЯ: В поле для ответа нужно не только указать выбранный пункт, но и привести обоснования в виде отображения хода логических рассуждений – получается, что ответ должен состоять из двух частей. Если обе они присутствуют и обе верные – ответ оценивается двумя баллами, если присутствует лишь один правильный компонент – одним баллом, в иных случаях – нулем.

 

ВАЖНО! Задание считается одним из самых трудных. Обязательно обращать внимание на приведенные в условии даты.

 

ТЕОРИЯ.

Земля вращается вокруг Солнца и делает полный оборот за 365 дней 6 часов и 9 минут. «Лишние» часы и минуты образуют дополнительный день – 29 февраля, который набегает раз в 4 года (такой год называется високосным).

Земля также вращается вокруг своей оси. Главным следствием такого вращения является смена дня и ночи.

Для решения задач данного задания необходимо знать географические постоянные:

1) Угол наклона земной оси к плоскости орбиты Земли равен 66,5^о

2) Земля вращается с запада на восток. Чем восточнее находится точка, тем раньше над горизонтом там поднимается солнечный диск.

3) За сутки (24 часа) Земля поворачивается вокруг своей оси на 360^о, значит за 1 час проходит поворот на 15о.

4) 22 июня – день летнего солнцестояния. Это самый длинный день в Северном полушарии. В такой день Солнце находится в зените на параллели 23,5^о с.ш. (Северный тропик).

5) 22 декабря – день зимнего солнцестояния. Это самый длинный день в Южном полушарии. В этот день Солнце находится в зените на параллели 23,5^о ю.ш. (Южный тропик).

6) Два раза в год, 21 марта и 23 сентября, Северное и Южное полушария освещаются солнечными лучами одинаково. В эти дни и в Северном, и в Южном полушариях день равен ночи, а Солнце находится в зените над экватором.

7) Разница во времени между Гринвичским меридианом и местным временем:

- Западное полушарие – время на Гринвиче минус местное время (Г больше М)

- Восточное полушарие – местное время минус время на Гринвиче (М больше Г).

 

АЛГОРИТМЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Вариант 1: нахождение географической широты.

Алгоритм:

1) Определяем полушарие, в котором находится искомый пункт, по данным в условии.

2) Определяем, над какой параллелью Солнце находится в зените, по дате, указанной в условии.

3) Находим разницу между широтой параллели, над которой Солнце находится в зените, и указанной широтой. Это и есть искомая широта.

 

Задания могут быть двух видов.

Задание 1: Определите географическую широту пункта, если известно, что 23 сентября в полдень по местному времени Солнце в нем находится на высоте 65о над горизонтом (пункт находится в Австралии).

Решение:

1) 23 сентября – день осеннего равноденствия, Солнце в зените над экватором, значит широта равна углу падения солнечных лучей.

2) Австралия находится в Южном полушарии, значит широта искомой точки будет южная.

3) Так как широта равна углу падения солнечных лучей, то 90 – 65 = 25^о ю.ш. – искомая широта пункта.

Ответ: 25^о ю.ш.

Задание 2: Определите географическую широту пункта, если известно, что в дни равноденствия полуденное Солнце стоит там над горизонтом на высоте 60о (тень от предметов падает на север).

Решение:

1) Если тень от предметов падает на север, то пункт находится в Северном полушарии, значит, широта будет северная.

2) Известно, что в дни равноденствия Солнце стоит в зените над экватором (90^о). В эти дни полуденная высота Солнца уменьшается к северу и к югу от экватора с широтой.

3) Над искомой параллелью Солнце стоит над горизонтом на высоте 60^о. Разница в высоте Солнца над экватором и над искомой параллелью 90 – 60 = 30^о. Это и есть искомая широта пункта.

Ответ: 30^о с.ш.

 

2. Вариант 2: Нахождение географической долготы.

Алгоритм:

1) Определяем полушарие, в котором находится искомая точка, сравнивая местное время и время Гринвичского меридиана, указанные в условии.

2) Определяем разницу во времени. Если время дано в часах и минутах, переводит в часы, составляя дробь.

3) Умножаем полученную разность на 15о. Получаем исходную долготу.

 

Задания могут быть двух типов.

Задание 1: На каком меридиане расположен пункт, если известно, что в полночь по времени Гринвичского меридиана местное солнечное время в нем 18 часов?

Решение:

1) Полночь на Гринвичском меридиане соответствует 24 часам. Местное время 18 часов, что меньше гринвичского времени. Значит, это западное полушарие, и долгота будет западная з.д.

2) Находим разницу во времени: 24 -18 = 6 часов

3) Так как за 1 час Солнце перемещается на 15о, то данный результат умножаем на 15: 6 * 15 = 90 ^о з.д.

Ответ: 90 ^о з.д.

 

Задание 2: Определите географическую долготу пункта, если известно, что в полночь по солнечному времени Гринвичского меридиана местное солнечное время в нем 9 часов 40 минут.

Решение:

1) Разница во времени 0 – 9 ч 40 мин = 9 ч 40 мин

 2) 40 минут = 2/3 часа. Значит, 9 часов 40 минут = 9 * 2/3 часа

3) Время в искомом пункте больше, чем время в Гринвиче, значит, пункт находится в восточном полушарии, и долгота будет восточная.

4) Умножаем полученную разницу во времени на 15 ^о: 9 * 2/3 * 15 = 145 ^о – искомая долгота.

Ответ: 145 ^о в.д.

 

Вариант 3: Нахождение географических координат

Алгоритм:

Используем алгоритмы нахождения широты и долготы.

Задание 1: Определите географические координаты пункта, расположенного в США, если известно, что 21 марта в 17 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана в этом пункте полдень, а Солнце находится на высоте 50 ^о над горизонтом.

Решение:

1) Определяем географическую широту пункта:

- 21 марта – день равноденствия, значит Солнце стоит в зените над экватором (90 ^о)

- США находится в северном полушарии, значит, широта будет северная

- 90 – 50 = 40 ^о с.ш.

2) Находим долготу пункта:

- время по Гринвичу = 17 часов, а местное время = 12 часов. Время по Гринвичу больше местного времени, значит, пункт находится в западном полушарии, и долгота будет западная.

- 17 – 12 = 5 часов – разница во времени

- находит долготу: 5 * 15 = 75 ^о – искомая долгота

Ответ: 40 ^о с.ш., 75 ^о з.д.

 

ВАЖНО! Следует внимательно сравнивать гринвичское время и местное при нахождении долготы. От ого зависит ее правильное определение.

 

Вариант 4: нахождение пункта, в котором Солнце выше (ниже) всего над горизонтом.

Данное задание сопровождается картой, на которой отмечены несколько (три) пункта.

 

Алгоритм:

1) Следует знать, что максимальная высота Солнца над горизонтом в каждом пункте наблюдается в полдень.

2) Выбрать пункт с максимальной (минимальной) высотой Солнца над горизонтом. Обычно все пункты в таком задании расположены на одной широте. Значит, на высоту Солнца влияет только осевое вращение Земли.

3) Узнать, на каком меридиане полдень

4) Найти пункт, ближе (дальше) всех расположенный от данного меридиана.

 

Задания могут быть трех типов.

Задание 1 (все точки находятся на одной широте): Определите, в каком из пунктов, обозначенных буквами на карте Евразии, Солнце будет находиться выше всего над горизонтом 1 декабря в 8 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. Запишите обоснование Вашего ответа.

 

Решение:

1) Определяем, на каком меридиане в 8 часов по Гринвичу полдень, т.е. местное время = 12 часам. По карте мы видим, что находимся в восточном полушарии: 12 – 8 = 4 часа – разница во времени.

2) Находим эту разницу в градусах: 4 * 15о = 60о в.д. – на этом меридиане Солнце находится в зените.

3) По заданию надо найти пункт, в котором Солнце будет выше всего над горизонтом. Значит, ищем пункт, который находится на меридиане, лежащем ближе всего к меридиану 60о в.д. – это точка В.

Ответ: точка В

 

Задание 2 (нет карты, есть только таблица с координатами): Определите, в какой из точек, географические координаты которых указаны в таблице, 1 февраля Солнце будет находиться выше всего над горизонтом в 8 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. Запишите обоснование Вашего ответа.

 

Точка	Географические координаты
	Широта	Долгота
А	40° с. ш.	70° в. д.
Б	50° с. ш.	70° в. д.
В	40° с. ш.	40° в. д.

Решение:

1) Найдем меридиан, на котором в указанное время полдень: 12 – 8 = 4; 4*15 = 60. Ни одна из точек не расположена на меридиане 60°, однако ближе к нему находятся точки А и Б (точка В сразу не подходит).

2) Солнце в северном полушарии (так как в таблице широта с.ш.) 1 февраля становится выше при движении в сторону экватора (при уменьшении широты). Ближе к нему находится точка А – значит, именно там Солнце будет находиться выше 1 февраля в 8 часов по Гринвичу.

Ответ: А

 

Задание 3 (точки не находятся на одной широте): Определите, в какой из точек 5 марта Солнце будет располагаться выше всего над горизонтом в 16 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. В ответе приведите обоснование.

Решение:

1) Пункты А и Б находятся на одном меридиане, а пункты Б и В – на одной параллели. 5 марта солнце находится в зените в южном полушарии – получается, что при приближении к экватору Солнце находится выше над горизонтом.

2) Определим, на каком меридиане полдень (ведь в это время Солнце поднимается выше всего): найдем разницу между ним и нулевым меридианом – 16-12=4. За час Земля поворачивается на 15 градусов; умножим получившуюся разницу на это число: 15*4=60.

3) Получается, что полдень у нас на том меридиане, где находятся точки А и Б, и в это время Солнце на них в зените. Помня, что Солнце становится выше при приближении к экватору, определяем, что подходящая точка – Б.

Записывать все эти рассуждения в ответ необязательно – можно записать кратко, вот так:

1. Найдем тот меридиан, на котором полдень: 16-12=4; 4*15=60. Полдень в указанное время – на 60 меридиане, где расположены точки А и Б.

2. Поскольку 5 марта Солнце в зените в южном полушарии, оно становится выше при приближении к экватору.

3. Таким образом, 5 марта в 16 часов по Гринвичу Солнце находится выше всего в точке Б.

 

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ.

1. Определите, в каком из пунктов, обозначенных буквами на карте Евразии, 1 июня Солнце будет находиться ниже всего над горизонтом в 15 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. Запишите обоснование Вашего ответа.

2. Определите географическую долготу точки, если известно, что в полночь по солнечному времени Гринвичского меридиана местное солнечное время в ней 1 час 20 минут. Запишите решение задачи.

3. Определите, в какой из точек, географические координаты которых указаны в таблице, 31 января Солнце будет находиться выше всего над горизонтом в 19 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. Запишите обоснование Вашего ответа.

 

Пункт	Географические координаты
	Широта	Долгота
А	50° с.ш.	110° з.д.
Б	40° с.ш.	110° з.д.
В	40° с.ш.	85° з.д.

 

4. Определите, в каком из пунктов, обозначенных буквами на карте России, Солнце будет находиться выше всего над горизонтом 1 августа в 10 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. Запишите обоснование Вашего ответа.

 

5. Вертолёт, вылетевший с плавучей рыболовецкой базы, пролетел по прямой ровно 222 км для того, чтобы доставить в порт города Магадан (географические координаты 59° 34′ с. ш. 150° 48′ в. д.) члена экипажа, которому срочно требовалась операция. Определите географическую широту точки, в которой находилась рыболовецкая база в момент вылета вертолёта, если известно, что он летел строго по меридиану.