Czym różnią się strefy oświetlenia od stref klimatycznych z klasy 5?

To jest najczęstsze pomieszanie w tym dziale, warto je wyjaśnić od razu. Strefy oświetlenia mówią o ŚWIETLE: ile godzin trwa dzień i jak wysoko wchodzi Słońce. Wyznacza je astronomia, więc granice są idealnie równe i przechodzą wzdłuż równoleżników 23°26′ i 66°33′. Strefy klimatyczne mówią o POGODZIE: o temperaturze i opadach. Ich granice wyznaczają pomiary, dlatego na mapie falują — ciepły prąd morski przesuwa granicę na północ, a wysokie góry na południe. Dobre ćwiczenie: położyć obok siebie w atlasie mapę stref oświetlenia i mapę klimatyczną i poprosić dziecko, żeby wskazało, która ma linie proste, a która pofalowane.

Skąd naprawdę biorą się liczby 23°26′ i 66°33′?

Obie z tego samego nachylenia osi Ziemi, tylko liczone z dwóch stron. Zwrotniki: od równika w górę o kąt nachylenia, bo tak daleko sięgają promienie padające pionowo. Koła podbiegunowe: od bieguna w dół o ten sam kąt, czyli 90° − 23,5° ≈ 66,5°. (Uwaga na zapis: 23,5° liczymy od prostopadłej do orbity, a 66°33′ — od samej płaszczyzny orbity; to ten sam przechył widziany z dwóch stron.) Na kartce wystarczy narysować okrąg, zaznaczyć równik i biegun, a potem odmierzyć ten sam kąt raz od jednego, raz od drugiego. Gdy dziecko zobaczy, że obie granice wychodzą z JEDNEJ liczby, przestaje uczyć się ich na pamięć jako dwóch przypadkowych danych.

Czy w Polsce można zobaczyć coś, co przypomina dzień polarny?

Tak, i to bez wyjazdu — w czerwcu na Pomorzu noc nigdy nie robi się całkiem czarna. To białe noce: Słońce schodzi pod horyzont tak płytko, że jego łuna nie znika z nieba. Nad ranem 22 czerwca w Kołobrzegu widać ją do samego wschodu. Prawdziwy dzień polarny zaczyna się dopiero za kołem podbiegunowym, więc najbliżej Polski są to północna Skandynawia i Islandia. Jeśli chcecie to obejrzeć, w internecie działają całodobowe kamery z Tromsø i z Kiruny — w grudniu widać na nich południe ciemniejsze niż nasz wieczór.

Strefy oświetlenia Ziemi

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Lecąc jesienią na zimowisko do Afryki, przecinam kilka niewidzialnych linii. W grudniu nad Polską dzień trwa niecałe osiem godzin, nad Egiptem dziesięć, a nad Kenią równe dwanaście — dokładnie tyle samo co w czerwcu. Tych linii nie wymyślili kartografowie. Wyznacza je nachylenie osi Ziemi, a dzielą naszą planetę na pięć stref oświetlenia.

Cztery linie, pięć pasów

Na globusie są cztery równoleżniki grubsze od pozostałych: dwa zwrotniki (23°26′ N i S) i dwa koła podbiegunowe (66°33′ N i S). To one dzielą Ziemię na strefy oświetlenia:

Pięć stref oświetlenia: zieleń między zwrotnikami, bursztyn do kół podbiegunowych, błękit wokół biegunów

strefa	znak rozpoznawczy
podbiegunowe (N i S)	dzień i noc polarna
umiarkowane (N i S)	cztery wyraźne pory roku, na południu odwrócone
międzyzwrotnikowa	Słońce dwa razy w roku w zenicie

Skąd się wzięły te liczby

1
23,5° od prostopadłej do orbity — i dokładnie o tyle zenit odchodzi od równika
Wszystko z jednej liczby. Oś Ziemi jest odchylona od pionu — czyli od prostopadłej do płaszczyzny orbity — o 23,5°. Nie ma tu drugiej przyczyny — z tego jednego przechylenia wynikają wszystkie cztery granice.
$\text{nachylenie osi} = 23{,}5°$
2
Licz od równika. Najdalej na północ pionowe promienie sięgają 22 czerwca — dokładnie o kąt nachylenia. Ta linia to Zwrotnik Raka, a jej bliźniaczka na południu (zenit 22 grudnia) to Zwrotnik Koziorożca.
$0° + 23{,}5° = 23{,}5°\text{ N}$
3
22 czerwca: pionowe promienie sięgają zwrotnika Raka, a granica dnia i nocy kończy się na kole podbiegunowym — cały pas wokół bieguna N ma dzień
Teraz licz od bieguna. Odejmij nachylenie od 90°. Wychodzi szerokość, od której Słońce potrafi już nie zajść przez całą dobę — to koło podbiegunowe.
$90° - 23{,}5° = 66{,}5°\text{ N}$
4
Dokładniej niż w rachunku na palcach. W atlasie granice mają wartości z minutami, bo minuta to jedna sześćdziesiąta stopnia: zwrotniki na 23°26′, koła podbiegunowe na 66°33′.
$1° = 60'$
Wskazówka
Cztery linie, pięć pasów — i wszystkie policzone z jednej jedynej liczby. Wyprostuj oś Ziemi, a strefy oświetlenia znikają razem z porami roku.

Wszystkie kroki za Tobą!

Strefa międzyzwrotnikowa: Słońce zagląda pionowo

To jedyny pas Ziemi, nad którym Słońce staje w zenicie — pionowo nad głową, tak że w południe cień chowa się pod stopy. W każdym miejscu tej strefy zdarza się to dwa razy w roku; tylko na samych zwrotnikach obie daty schodzą się w jedną.

Twoja kolej

Mieszkaniec Mombasy w Kenii mówi, że dwa razy w roku jego cień w południe znika. Kto jeszcze na Ziemi może powiedzieć to samo o swoim mieście?

Strefy podbiegunowe: doba, która trwa miesiąc

Za kołami podbiegunowymi zdarza się coś, czego u nas nie ma nigdy: dzień polarny (Słońce nie zachodzi) i noc polarna (nie wschodzi).

22 grudnia, wczesne popołudnie: w Warszawie Słońce stoi nisko, ale świeci, a Kiruna i Longyearbyen za kołem podbiegunowym są po stronie nocy

Polska: strefa umiarkowana bez niespodzianek

Polska leży między 49° a 55°N, czyli w umiarkowanej strefie północnej — z zapasem od obu granic. Widać to po wysokości górowania Słońca w Warszawie: 22 czerwca sięga ono około 61° nad horyzontem, a 22 grudnia zaledwie 14°. Nigdy nie staje w zenicie i nigdy nie zostaje na niebie całą dobę.

Równoleżnik 52° N biegnie środkiem strefy umiarkowanej — daleko i od zwrotnika, i od koła podbiegunowego

Twoja kolej

Jesteś w Tromsø w Norwegii, na 69°N. Jest 22 grudnia, dochodzi południe. Co widzisz przez okno?

Pułapka! „Między zwrotnikami Słońce zawsze stoi w zenicie”

Źle: w strefie międzyzwrotnikowej Słońce świeci pionowo w zenicie codziennie.

Ściąga do zapamiętania

Pięć stref oświetlenia Ziemi — gdzie leżą i czym się różnią?

SKĄD GRANICE: oś Ziemi jest odchylona od prostopadłej do orbity o 23,5°, więc pionowe promienie sięgają najdalej 23°26′ od równika (zwrotniki), a 90° − 23,5° = 66,5°, czyli 66°33′, wyznacza koła podbiegunowe. Cztery linie dzielą kulę na PIĘĆ stref. MIĘDZYZWROTNIKOWA (23°26′N–23°26′S): Słońce dwa razy w roku w zenicie (na zwrotnikach raz), dzień prawie równy nocy przez cały rok, zamiast czterech pór roku — pora sucha i deszczowa. DWIE UMIARKOWANE (23°26′–66°33′ na obu półkulach): cztery wyraźne pory roku, Słońce NIGDY w zenicie i nigdy nie znika na całą dobę. DWIE PODBIEGUNOWE (66°33′ do bieguna): dzień polarny i noc polarna — na kole po jednej dobie w roku, w Kirunie noc polarna około 20 dni, na biegunie pół roku dnia i pół roku nocy. POLSKA: 49°–55°N, umiarkowana północna; w Warszawie Słońce góruje 22 VI na wysokości około 61°, a 22 XII około 14°. UWAGA: strefy oświetlenia to nie strefy klimatyczne — te pierwsze wyznacza astronomia i biegną równo wzdłuż równoleżników, te drugie rysuje pogoda i wyginają się nad oceanami i górami.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czym różnią się strefy oświetlenia od stref klimatycznych z klasy 5?: To jest najczęstsze pomieszanie w tym dziale, warto je wyjaśnić od razu. Strefy oświetlenia mówią o ŚWIETLE: ile godzin trwa dzień i jak wysoko wchodzi Słońce. Wyznacza je astronomia, więc granice są idealnie równe i przechodzą wzdłuż równoleżników 23°26′ i 66°33′. Strefy klimatyczne mówią o POGODZIE: o temperaturze i opadach. Ich granice wyznaczają pomiary, dlatego na mapie falują — ciepły prąd morski przesuwa granicę na północ, a wysokie góry na południe. Dobre ćwiczenie: położyć obok siebie w atlasie mapę stref oświetlenia i mapę klimatyczną i poprosić dziecko, żeby wskazało, która ma linie proste, a która pofalowane.
Skąd naprawdę biorą się liczby 23°26′ i 66°33′?: Obie z tego samego nachylenia osi Ziemi, tylko liczone z dwóch stron. Zwrotniki: od równika w górę o kąt nachylenia, bo tak daleko sięgają promienie padające pionowo. Koła podbiegunowe: od bieguna w dół o ten sam kąt, czyli 90° − 23,5° ≈ 66,5°. (Uwaga na zapis: 23,5° liczymy od prostopadłej do orbity, a 66°33′ — od samej płaszczyzny orbity; to ten sam przechył widziany z dwóch stron.) Na kartce wystarczy narysować okrąg, zaznaczyć równik i biegun, a potem odmierzyć ten sam kąt raz od jednego, raz od drugiego. Gdy dziecko zobaczy, że obie granice wychodzą z JEDNEJ liczby, przestaje uczyć się ich na pamięć jako dwóch przypadkowych danych.
Czy w Polsce można zobaczyć coś, co przypomina dzień polarny?: Tak, i to bez wyjazdu — w czerwcu na Pomorzu noc nigdy nie robi się całkiem czarna. To białe noce: Słońce schodzi pod horyzont tak płytko, że jego łuna nie znika z nieba. Nad ranem 22 czerwca w Kołobrzegu widać ją do samego wschodu. Prawdziwy dzień polarny zaczyna się dopiero za kołem podbiegunowym, więc najbliżej Polski są to północna Skandynawia i Islandia. Jeśli chcecie to obejrzeć, w internecie działają całodobowe kamery z Tromsø i z Kiruny — w grudniu widać na nich południe ciemniejsze niż nasz wieczór.

Sprawdź się!

Które linie na globusie wyznaczają granice stref oświetlenia Ziemi?

Skąd wzięła się wartość 66°33′ dla kół podbiegunowych?

W której strefie Słońce nigdy nie staje w zenicie, ale też nigdy nie zdarza się noc polarna?

Jak długo trwa dzień polarny dokładnie na kole podbiegunowym północnym (66°33′N)?

Warszawa leży na 52°N. Co z tego wynika dla tamtejszego Słońca?

Następny temat

Położenie i granice Europy