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: 206.

Закономерное изменение положения Земли по отношению к Солнцу при ее движении по орбите с сохранением определенного наклона оси вращения обусловливает положение на Земле линий тропиков и полярных кругов, ограничивающих пояса освещенности (астрономические тепловые пояса). Они выделяются в зависимости от полуденной высоты Солнца и продолжительности освещения (от продолжительности дня).
Между тропиками (северным - тропиком Рака и южным - тропиком Козерога) лежит жаркий астрономический пояс , в пределах которого Солнце два раза в году стоит в полдень в зените. На экваторе эти моменты разделены равными промежутками времени по 6 месяцев (21 марта и 23 сентября). На тропиках Солнце стоит в зените только один раз в году - в дни солнцестояний (на северном тропике - 22 июня, на южном - 23 декабря). В поясах, расположенных между тропиками и полярными кругами, в умеренных астрономических поясах , Солнце не бывает в зените, но в течение 24 часов обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от времени года и от широты. На полярных кругах Солнце не поднимается над горизонтом выше чем на 47°, но может летом целые сутки не скрываться за горизонтом. Зимой целые сутки Солнце вообще не показывается. К северу от северного полярного круга и к югу от южного полярного круга находятся холодные астрономические пояса . Они отличаются тем, что при низком положении над горизонтом (меньше 47°) Солнце до полугода (на полюсах) не скрывается и такой же период времени не появляется (табл. 2, 3).

Чем выше стоит Солнце над горизонтом, тем больше солнечного тепла получает поверхность, на которую падают его лучи. Поэтому пояса между тропиками жаркие, пояса между полярными кругами и полюсами холодные. Промежуточные (расположенные между тропиками и полярными кругами) пояса по количеству получаемого от Солнца тепла - умеренные. Принимать за границы тепловых поясов линии тропиков и полярных кругов можно только условно, так как в действительности температура определяется рядом условий, зависящих в первую очередь от характера поверхности. Ho эти линии, безусловно, являются границами поясов с различной продолжительностью освещенности их солнечными лучами.
Расположение линии тропиков и полярных кругов зависит от угла наклона оси вращения планеты к ее орбите. Если бы ось Земли не имела наклона к орбите, этих линий вообще не было бы, не выделялись бы и пояса освещенности (астрономические тепловые пояса). Такое положение существует, например, на Меркурии. На планете, ось вращения которой наклонена к орбите на 45°, на широтах 45° с. и ю. в день летнего солнцестояния в соответствующем полушарии солнечные лучи падают отвесно (так, как на земных тропиках), а в день зимнего солнцестояния Солнце не появляется из-за горизонта (так, как на земных полярных кругах). Умеренного астрономического пояса на такой планете вообще не будет.
Изменение наклона оси вращения планеты к орбите вызывает расширение или сужение астрономических тепловых поясов (поясов освещенности).
Результатом вращения Земли вокруг оси и вызванной этим смены дня и ночи является суточный ритм процессов в географической оболочке Земли. В течение суток закономерно изменяется количество солнечной энергии, получаемой поверхностью, изменяются температура, влажность, атмосферное давление, движение воздуха. На эти изменения чутко реагируют организмы, влияющие в свою очередь на окружающую их среду. Суточный ритм процессов проявляется на фоне годового их ритма, обусловливаемого движением Земли вокруг оси, сменой времен года и выражающегося в закономерной смене явлений в природе.

От экватора к полюсам уменьшается, что является результатом шарообразности планеты. Высота полуденного Солнца вблизи экватора и на экваторе будет самая большая, а на Полюсах планеты – самая маленькая. Это приводит к тому, что каждая единица площади солнечного тепла и света получает все меньше.

Замечание 1

В результате такого неравномерного распределения солнечного тепла и света поверхность Земли разделили на пять поясов освещенности, границами которых являются тропики и полярные круги:

1. Жаркий пояс освещенности;
2. Два умеренных пояса освещенности;
3. Два холодных пояса освещенности.

Причиной образования этих поясов является наклон оси вращения планеты к плоскости орбиты, а также движение Земли вокруг Солнца.

Определение 1

Пояс освещенности – это часть поверхности Земли, ограниченная тропиками и полярными кругами со своими условиями освещенности. Освещенность – это поток солнечного света, падающий на единицу поверхности.

Пояса отличаются друг от друга высотой полуденного Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и тепловыми условиями. По одному разу в год ($22$ июня и $22$ декабря) на Северном и Южном тропике солнечные лучи падают отвесно. Полярный день и полярная ночь тоже бывают по одному разу в год ($22$ декабря и $22$ июня), что характерно для Северного и Южного полярного круга. Пояса освещенности характеризуются разной температурой воздуха и разными природными условиями.

Жаркий пояс освещенности

Этот пояс занимает $2/5$ или около $40\%$ поверхности Земли и расположен между Северным и Южным тропиками. Солнце в этом поясе всегда высоко стоит над горизонтом, поэтому поверхность очень хорошо прогревается. Разницы между летними и зимними температурами нет, термические сезоны отсутствуют. Среднегодовая температура воздуха составляет $+25$ градусов. Продолжительность светового дня и продолжительность ночи примерно совпадают и составляют по $12$ часов. Сумерки отсутствуют. Солнце дважды в год бывает в зените – на Северном и Южном тропике. Границы жаркого пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Территория этого пояса получила название «жаркого», потому что получает самое большое количество тепла в течение всего года.

Умеренные пояса освещенности

На Земле этих поясов освещенности два – один в Северном полушарии, второй – в Южном полушарии. Оба они примыкают к жаркому поясу и расположены между полярными кругами и тропиками. В отличие от жаркого пояса освещенности солнечные лучи здесь падают на поверхность Земли уже под некоторым наклоном. К северу этот наклон будет увеличиваться, а это значит, что поверхность Земли нагревается меньше, и температуры будут ниже. В умеренных поясах освещенности Солнце никогда не бывает в зените. Времена года здесь четко выражены. С приближением к Полярному кругу зима становится длинной и холодной, с приближением к тропику теплее и продолжительнее становится лето. Со стороны полюсов умеренные пояса освещенности ограничивает изотерма $+10$ градусов. Это граница распространения лесов. На умеренные пояса освещенности приходится более половины поверхности земного шара. В летний период вблизи полярных кругов наблюдается такое явление, как белые ночи, которые можно наблюдать в северных городах, расположенных на широте Санкт-Петербурга. Летом продолжительность дня, зависящая от географической широты, намного больше по сравнению с продолжительностью ночи. В зимний период продолжительность ночи увеличивается.

Холодные пояса освещенности

Один холодный пояс освещенности расположен в Северном полушарии, второй – в Южном полушарии. Занимают они всего $8\%$ территории и находятся внутри полярных кругов. Условия распределения солнечного тепла и света в этих поясах освещения наиболее интересны. Солнце в зимний период вообще не показывается из-за горизонта, наступает полярная ночь. В летний период Солнце не успевает спрятаться за горизонт, поэтому наблюдается полярный день. К полюсам продолжительность полярных дней и ночей увеличивается и достигает шести месяцев. Зимы холодные и суровые, а лето прохладное и короткое. Даже летом угол падения солнечных лучей очень маленький, поэтому поверхность нагревается слабо. Во время полярной ночи приток тепла совсем отсутствует и происходит сильное выхолаживание. Северный и Южный полюсы являются царствами вечного льда.

Определение 2

Полярный день – это период, в течение которого Солнце в высоких широтах не опускается за горизонт круглые сутки.

Ближе к полюсу продолжительность полярного дня увеличивается и достигает $189$ суток на Северном полюсе, на Южном полюсе из-за неодинаковой скорости движения Земли продолжительность несколько меньше. На параллели $68$ градусов – это полярный круг – день длится около $40$ суток.

Определение 3

Полярная ночь – это период, в течение которого Солнце в высоких широтах не поднимается над горизонтом.

Это явление противоположно полярному дню и тоже наблюдается и в Северном и в Южном полушарии. Полярная ночь фактически всегда короче полярного дня. Деление планеты на такие крупные пояса освещенности не удовлетворяет практических потребностей. Определить высоту Солнца и продолжительность светового дня достаточно просто. Рассмотрим это на примере.

Пример 1

В Санкт-Петербурге, например, широта которого $60$ градусов в полдень $21$ марта и $23$ сентября, Солнце будет находиться на высоте $90-60=30$ градусов. Когда Солнце находится на тропике, его высота в полдень будет увеличиваться на $23$ градуса $27$ минут. Тогда продолжительность дня в Санкт-Петербурге $21$ июня будет составлять $90-60+23,27=53$ градуса $27$ минут, что составляет $18,5$ часов. В зимний период Солнце перемещается в Южное полушарие, высота его, естественно, уменьшается и достигает минимальной своей отметки в дни солнцестояний. В этом случае она уменьшается на $23,27$ градуса. Для Санкт-Петербурга $22$ декабря Солнце будет находиться на высоте $90-60-23,27=6,33$ градуса. Продолжительность светового дня при такой высоте Солнца составит всего $5,5$ часов.

Из всех поясов освещенности, существующих на Земле, наиболее комфортные условия для человека отмечаются в умеренных поясах ближе к жарким. Малопригодными для жизни являются холодные пояса. В жарких поясах отмечается избыток энергии.

Освещенность поверхности Земли и здоровье

В жизни людей дневной свет играет очень большую роль. Он не только обеспечивает зрительное восприятие, но и влияет на основные процессы жизнедеятельности, регулируя обмен веществ и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Ритм жизни природа установила чередованием дня и ночи. Естественный свет, как показали многочисленные эксперименты – это элемент времени внутренних часов человека. Атмосфера, создаваемая освещением, оказывает влияние на настроение людей, на их работоспособность.

Все живое на Земле напрямую зависит от Солнца. Даже глубоководные рыбы, слепые от рождения и прекрасно обходящиеся без света, не выживут без тепла, которое поставляет на планету наша звезда. Ни растения, ни бактерии, ни высокоорганизованные организмы не смогут существовать без энергии, которую дает Солнце.

Неравномерный обогрев и освещение: причина первая

Однако свет и тепло поступают на поверхность Земли не в одинаковом количестве. К этому приводят несколько причин. Прежде всего, планета имеет почти шарообразную форму (пусть и слегка приплюснутую с полюсов). Соответственно, лучи нашего Солнца доходят до земной поверхности под разным углом. Там, где ближе к прямому, Земля нагревается и освещается сильнее. Там, где касаются планеты вскользь, гораздо прохладнее.

Неравномерный обогрев и освещение: фактор номер два

Вторая причина в том, что наш «шарик» по орбите двигается не вертикально, его ось имеет некоторый наклон к эклиптике. Этот угол наклона приводит к тому, что нагрев и освещение становятся неравномерными. Будь ось перпендикулярна плоскости, по которой Земля кружится вокруг с ночью были бы одинаковой продолжительности, а время года всегда было бы одним и тем же.

Эти факторы и обусловливают существование определенных зон, которые названы "пояса освещенности Земли".

Жаркий пояс

В зависимости от величины угла падения лучей на Землю находятся и климат, и длительность ночи-дня, и среднегодовая температура воздуха, и, соответственно, «набор» растений и животных, обитающих в определенной зоне. Так сколько поясов освещенности на Земле? Их выделяют три основных, но два из них (жаркий и полярный) делятся еще на два (северный и южный). Так что если соблюдать это подразделение, то на вопрос о том, сколько поясов освещенности, правильно будет ответить - пять.

Самый жаркий - тропический. Если рассматривать пояса освещенности Земли в процентном соотношении, то жаркий займет сорок процентов всей поверхности. Он отличается самым теплым климатом, хоть и происходит, но резких различий, скажем, между зимой и летом не наблюдается, день и ночь по длительности практически одинаковы. Солнце в течение года в зоне этого пояса освещенности Земли дважды бывает в самом зените (21 марта и 23 сентября, когда у нас соответственно весеннее и а в остальное время поднимается над горизонтом высоко.

Если вспомнить гипотетическое предположение о вертикальности оси планеты к эклиптике, то в отношении тропиков мало что поменялось бы, потому что и в существующих условиях солнечные лучи здесь падают практически отвесно.

Умеренный пояс

Он занимает больше половины нашей планеты, если соблюдать предельную точность, то 52 процента. Особенностью освещенности Земли является четкая смена сезонов на большей части территории, которую он занимает. Длительность ночи и дня в этих широтах зависит от времени года: зимой длиннее темное время суток, летом - дневное.

Ближе к полярным кругам прослеживается явление, названное белыми ночами, когда светило очень ненадолго прячется за горизонтом, из-за чего вечерняя заря плавно переходит в утреннюю. В такие ночи темно не бывает, и в полночь видно почти как днем.

Для умеренного пояса освещенности Земли характерно также то, что Солнце в нем никогда не достигает зенита.

Смена сезонов обуславливает и отличие растительности от тропической. Если последняя зеленеет круглый год, то здесь большая часть кустов и деревьев на холодные месяцы «засыпает», то есть сбрасывает листву и прекращает рост. Некоторые виды животных тоже на зиму впадают в спячку, чего не бывает в жарком поясе.

22 декабря и это же число в июне знаменательны тем, что день и ночь в эти даты наиболее длинны. Так, 22 декабря ночь занимает большее время суток, а в последующие дни потихоньку сокращается. А 22 июня день длиннее ночи; зато потом он сокращается, подготавливая природу к зимнему сну. Интересны с астрономической точки зрения также и 23 сентября, когда день и ночь равны между собой.

Холодные пояса

Это самые маленькие зоны из всех. Они занимают всего восемь процентов планеты Земля. По-другому их еще называют полярными, что очень точно описывает их местоположение: эти пояса освещенности Земли на карте совпадают с Северным и Южным полюсами.

Зима и лето здесь фактически совпадают с ночью и днем: в зимние месяцы Солнце вообще отсутствует в небе, в летние - с него не уходит. К тому же надо отметить, что лето здесь очень короткое, а светило хоть и не прячется за горизонт, практически не нагревает землю. Его лучи почти не касаются поверхности - слишком острый угол их падения. Можно сказать, что белые ночи, наблюдаемые в умеренном поясе, - это преддверие полярных дней и ночей.

Холод и малая освещенность определили скудость растительного мира в полярных поясах. Чем ближе к центру пояса, тем меньше растительности. Если в приполярных кругах есть хотя бы мох, то на полюсах не выживает даже он. То же касается и животных. Чем дальше от полюса - тем большее разнообразие.

В общем, нетрудно заметить, что пояса освещенности Земли очень сильно сказываются на ареале обитания всех живых существ планеты.

Климат и погода формируются за счёт различных факторов, в числе которых – пояса освещенности. Их образование вызвано наклоном земной оси по отношению к Солнцу, что влияет на объём тепла, попадающего на тот или иной участок планеты. Существует пять поясов освещенности, которые существенно отличаются между собой по условиям распределения солнечного тепла и света, среднегодовой температуре:

• Жаркий (тропический пояс);
• Умеренные (северный и южный пояса);
• Полярные (северный и южный пояса).

Жаркий пояс освещенности находится в тропиках и занимает около 40 процентов земной поверхности. Продолжительность светового дня и ночи здесь примерно совпадает (по 12 часов). Дважды в год солнце здесь бывает в зените, то есть в высшей точке своего местонахождения на небе. Между жарким и тропическими поясом находятся умеренные пояса, занимающие свыше половины поверхности земного шара. Продолжительность дня здесь зависит от таких факторов, как географическая широта, а также сезон.

На умеренных поясах вблизи полярных кругов в летний период наблюдается такое явление, как белые ночи, что связано со слиянием вечерней и утренней зори. Наблюдать его можно, к примеру, в Санкт-Петербурге, а также в других северных городах.

Что касается полярных поясов , то здесь условия распределения тепла и солнечного освещения наиболее интересны. Зимой солнце не показывается из-за горизонта, и полярная ночь продолжается от нескольких дней до нескольких месяцев. Летом солнце не успевает спрятаться за горизонт, и наблюдается полярный день.

Такие пояса занимают всего 8 процентов земной поверхности. Продолжительность полярного дня и полярной ночи зависит от широты. На полюсах год делится пополам – на день и ночь.

Выводы сайт

1. Расположение. Жаркий пояс находится между тропиками, холодные – внутри северного и южного полярного круга, умеренные – между жаркими и холодными поясами.
2. Продолжительность светового дня. На жарком поясе длительность дня и ночи составляет примерно по 12 часов, на умеренных – значения пропорциональны и зависят от широты и времени года. На холодных поясах наблюдается полярная ночь и день.
3. Режим тепла. Избыток солнца на жарком поясе предопределил тёплую погоду 12 месяцев в году. На умеренных солнечная активность определяет большую продолжительность дня летом, и малую – зимой, что отражается и на режиме тепла. На полярных поясах холодно и зимой, и летом, воздух практически не прогревается, что связано с углом падения солнечных лучей.
4. Высшая точка нахождения Солнца в полдень. В жарком поясе солнце бывает в зените дважды в год, в умеренном – ни разу, а в холодных вообще может не показываться над горизонтом некоторое количество времени в году.
5. Влияние на человека. Отмечено, что человек комфортнее всего чувствует себя на умеренных поясах освещенности ближе к жарким. Холодные пояса малопригодны для жизни, в то время как на жарких всегда ощущается избыток энергии.