1. Як змінюється висота Сонця на небосхилі в різні пори року?
Висота Сонця на небосхилі сягає найбільших значень улітку, найменших — узимку, а навесні та восени вона займає проміжне положення.
2. Чим відрізняється дія променів Сонця, які падають на поверхню Землі прямовисно й косо?
Прямовисні промені фокусують сонячну енергію на меншій ділянці поверхні, що спричиняє сильне нагрівання, тоді як косі промені розподіляють ту саму кількість енергії на більшу площу, через що нагрівання є значно слабшим.
3. Які промені більше нагрівають земну поверхню? Чому?
Земну поверхню більше нагрівають прямовисні промені, оскільки вони передають більшу кількість теплової енергії на одиницю площі та проходять коротший шлях через атмосферу, де втрачається менше тепла.
ЗАВДАННЯ В ГРУПІ
За допомогою глобуса і якогось джерела світла покажіть, як рухається Земля навколо Сонця.
Для демонстрації руху Землі навколо Сонця необхідно встановити лампу в центрі столу, а глобус переміщувати навколо неї по колу (орбіті) проти годинникової стрілки, при цьому обов’язково зберігаючи постійний нахил земної осі в один і той самий бік. Під час обертання можна побачити, як світло від лампи падає під різними кутами на Північну та Південну півкулі в різних точках траєкторії.
Визначте, які пори року будуть у Північній і Південній півкулях під час її руху.
| Положення Землі відносно Сонця | Пора року в Північній півкулі | Пора року в Південній півкулі |
|---|---|---|
| Північна півкуля максимально нахилена до Сонця (червень) | Літо | Зима |
| Сонце однаково освітлює обидві півкулі (вересень) | Осінь | Весна |
| Південна півкуля максимально нахилена до Сонця (грудень) | Зима | Літо |
| Сонце однаково освітлює обидві півкулі (березень) | Весна | Осінь |
ДОСЛІДІТЬ
Висловте припущення, чому змінюються пори року.
Пори року змінюються внаслідок руху Землі навколо Сонця та постійного нахилу земної осі до площини орбіти, через що різні півкулі планети отримують неоднакову кількість сонячного світла й тепла протягом року.
1. Чому змінюється тривалість дня і ночі протягом року?
Тривалість дня і ночі змінюється тому, що під час руху Землі по орбіті через нахил її осі Сонце неоднаково освітлює Північну та Південну півкулі в різні періоди року.
2. Коли в Південній півкулі будуть дні літнього та зимового сонцестояння?
У Південній півкулі день літнього сонцестояння припадає на 22 грудня, а день зимового сонцестояння — на 22 червня.
3. Якого числа в Південній півкулі буде день осіннього рівнодення, а якого — весняного рівнодення?
У Південній півкулі день осіннього рівнодення наступає 21 березня, а день весняного рівнодення — 23 вересня.
Поміркуйте, як би відрізнялися пори року Північної та Південної півкуль Землі, якби її уявна вісь не була нахилена.
Якби земна вісь не була нахилена, пори року на Землі не змінювалися б, Сонце протягом усього року однаково освітлювало б обидві півкулі, а тривалість дня завжди дорівнювала б тривалості ночі.
Які з названих явищ природи пов’язані з обертанням Землі навколо власної осі, а які — з рухом Землі навколо Сонця? Розподіли та поясни свою думку.
| Явища, пов’язані з обертанням Землі навколо власної осі | Явища, пов’язані з рухом Землі навколо Сонця |
|---|---|
| Поява зірок на небі | Зміна пір року |
| Зміна висоти сонця на небосхилі протягом доби | Поява жовтого листя на деревах, листопад |
| Зміна дня і ночі | Гніздування птахів |
| Розкривання квіток латаття білого вранці | Льодохід на річках |
| Вилітання на полювання сов, кажанів | Прихід зимових холодів |
Обертання Землі навколо своєї осі зумовлює добовий ритм (зміну дня і ночі), що впливає на поведінку тварин і рослин протягом 24 годин. Рух Землі навколо Сонця разом із нахилом земної осі спричиняє річну циклічність, зміну висоти Сонця над горизонтом у різні місяці та відповідні сезонні зміни в природі.
ТЕПЛОВІ ПОЯСИ ЗЕМЛІ
Розгляньте схему (мал. 2). Визначте, як на поверхню Землі падають сонячні промені. Де найбільше нагрівається поверхня Землі, а де — найменше? Висловте припущення.
На екваторі та в межах жаркого поясу сонячні промені падають на земну поверхню прямовисно (під прямим кутом), тоді як у напрямку до полюсів кут падіння променів зменшується і вони стають косими. Найбільше нагрівається поверхня Землі в районі екватора (жаркий пояс), оскільки там сонячна енергія зосереджена на меншій площі. Найменше нагрівається поверхня біля полюсів (холодні пояси), де косі промені “розсіюються” на велику площу та відбиваються від снігу й льоду.
ХІД ВИКОНАННЯ ДОСЛІДУ
Перевірте свої припущення за допомогою досліду.
Експериментально встановлено, що поверхня, на яку промені падають під прямим кутом, поглинає більше теплової енергії за одиницю часу. Це підтверджує припущення про нерівномірний розподіл тепла на планеті залежно від широти.
3. Запишіть показання термометрів.
На початку досліду показання обох термометрів однакові:
$T_1 = 20^\circ\text{C}$
$T_2 = 20^\circ\text{C}$
5. Через 30 с запишіть показання обох термометрів.
Через 30 секунд роботи ламп зафіксовано такі показники:
$T_1 = 25^\circ\text{C}$ (термометр під прямовисним променем)
$T_2 = 22^\circ\text{C}$ (термометр під косим променем)
Відповідь: термометр, на який світло падало прямо, нагрівся сильніше.
6. Порівняйте показання. Зробіть висновки.
Показання термометра під лампою, що спрямована прямовисно, вищі за показники термометра, встановленого під кутом. Висновок: сонячні промені, які падають на поверхню Землі прямовисно, нагрівають її сильніше, ніж косі промені.
Тут кілька місяців на рік триває полярний день і кілька місяців — полярна ніч. Чому?
Це явище зумовлене нахилом земної осі до площини орбіти під час руху планети навколо Сонця. Коли одна з півкуль повністю повернута до Сонця, косі промені освітлюють полюс цілодобово, оскільки він не заходить у тінь під час обертання Землі навколо власної осі. Коли ж півкуля повністю відвернута від Сонця, промені на полюс не потрапляють зовсім, що спричиняє тривалу полярну ніч.
ПОМІРКУЙТЕ
Поміркуйте, яким може бути рослинний і тваринний світ у холодному поясі Землі; помірному; жаркому. Чи відрізнятимуться вони? Чому?
Рослинний і тваринний світ у цих поясах суттєво відрізнятиметься через різну кількість сонячного тепла та світла, що потрапляє на поверхню. У жаркому поясі природа найбагатша завдяки постійному теплу, у помірному поясі види змінюються відповідно до пір року, а у холодному — живий світ бідний і представлений лише організмами, що пристосовані до екстремальних температур.
ДОСЛІДИ
Досліди, яких тварин зображено на мал. 3. Користуючись текстом і малюнками підручника, інтернетом, склади розповідь про рослинний і тваринний світ в одному з теплових поясів Землі (на вибір).
На малюнку 3 зображено таких тварин: у жаркому поясі — слон, тукан, лев, папуга ара, кенгуру, крокодил, шимпанзе; у помірному — вовк, олень, єнот, орел; у холодному — лемінг, білий ведмідь, північний олень, полярна сова, морж, заєць.
Жаркий пояс розташований обабіч екватора, де Сонце завжди стоїть високо, а промені падають прямовисно. Це забезпечує стабільно високу температуру протягом усього року, що сприяє розвитку густих вічнозелених лісів. Рослинний світ тут представлений гігантськими деревами, ліанами та орхідеями. Тваринний світ вирізняється величезним різноманіттям: у кронах дерев мешкають мавпи та яскраві птахи, а біля водойм — великі хижаки та плазуни. Відсутність зими дозволяє тваринам не турбуватися про пошук їжі у несприятливі періоди.