Zadania

Zadania

 | 15 minut liczenia

Teoria za nami. Czas na praktykę! Jeszcze raz, jeśli tego nie zrobiliście gorąco zachęcam Was do skorzystania z wcześniej udostępnionych ściąg. Dzięki nim ułatwicie sobie obliczanie kątów padania promieni słonecznych.

Każde nasze zadanie będziemy rozwiązywać według ustalonego schematu składającego się z 3 punktów:

Do rachunków wykorzystamy tylko jeden prosty wzór:

90° - {  } = ∢


Zadanie 1

Oblicz kąt padania promieni słonecznych w Warszawie (52°N 21°E) dnia:

1. Na początku za pomocą rysunku przedstawmy omawianą sytuację. Naszkicujmy strzałkę, w którym miejscu będzie występowało zjawisko zenitu. Kolejno jako punkt oznaczmy Warszawę. Ostatecznie, z użyciem klamry połączmy ze sobą te dwa elementy.


Nadeszła pora na obliczenia. Z artykułu wiemy, że zenit to nic innego jak zjawisko podczas, którego kąt padania promieni słonecznych wynosi 90°. W czasie równonocy wiosennej/jesiennej ma to miejsce na równiku (0°). To właśnie wartość zenitu rozpoczyna nasz wzór. Następnie określmy o ile stopni szerokości geograficznej jest oddalona od równika Warszawa. Wartość zapiszmy w naszych klamrach, obliczając tym samym niezbędny kąt:

90° - { 52° } = 38°

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 38°.

2. W kolejnym przypadku powielamy ustalony przez nas schemat pamiętając jedynie, że zenit będzie występował na zwrotniku Koziorożca (23°26'S). Na potrzeby zadania możemy pominąć fakt pochylenia osi ziemskiej. Nie będzie to błędem. Najważniejsze jest aby w odpowiednim miejscu zaznaczyć strzałkę.


W tej sytuacji różnica odległości szerokości geograficznej dla Warszawy jest znacznie większa. Spróbujmy ją określić, pamiętając, że 1° = 60':

90° - { 52° + 23°26' } = 14°34'

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 14°34'.

3. Ostatni przypadek. Mam nadzieję, że nadążacie? Teraz weźmiemy pod lupę zwrotnik Raka (23°26'N).


Odległość szerokości geograficznej jest nieco bliższa. W takim razie zamiast dodawać, będziemy musieli odjąć:

90° - { 52° - 23°26' } = 61°26'

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 61°26'.

Analizując to krótkie zadanie, możemy zobaczyć jak w ciągu roku zmniejsza/zwiększa się kąt padania promieni słonecznych w Warszawie (oraz w przybliżeniu całej Polsce). Jest to niesamowite, że tak mała "modyfikacja" pociąga za sobą szereg różnorakich zmian na całej Ziemi. Polecam się nad tym zastanowić.

Zadanie 2

Oblicz kąt padania promieni słonecznych w La Paz (16°S 68°W) dnia:

1. Rysunek:


Obliczenia:

90° - { 16° } = 74°

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 74°.

2. Rysunek:


Jak widzimy, w tym przypadku wartość klamry będzie bardzo mała. Spróbujcie samodzielnie określić właściwą odległość szerokości geograficznej. Jako podpowiedź zwróćcie uwagę, że miejscowość znajduje się blisko równika (0°):

90° - { 23°26' - 16° } = 82°34'

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 82°34'.

3. Rysunek:


Myślę, że ta sytuacja jest już o wiele prostsza w porównaniu do poprzedniej:

90° - { 23°26' + 16° } = 50°34'

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 50°34'.

Pamiętajcie, że wszystkie obliczenia mają swoje logiczne wytłumaczenie. Starajcie się je odnaleźć i zrozumieć. Nie ma tu miejsca na intuicję! Zauważcie również, że podana długość geograficzna miast jest w tego typu zadaniach kompletnie zbędna.

Zadanie 3

Oblicz kąt padania promieni słonecznych na Przylądku Froward (53°S 71°W) podczas przesilenia letniego. Czy jest to jedyne miejsce na Ziemi o takich wartościach kąta padania promieni słonecznych?

Rysunek:


Obliczenia:

90° - { 23°26' + 53° } = 13°34'

Odp.: Kąt padania promieni słonecznych wynosi 13°34'.

Pierwsza część zadania nie była dość skomplikowana. Jak jednak odpowiedzieć na drugie pytanie? Czy znacie już odpowiedź? Spróbujcie chwilę się nad tym zastanowić ...

Jeżeli na półkuli południowej występuje dany kąt padania promieni słonecznych oznacza to, że gdzieś na półkuli północnej ma on swojego "bliźniaka". Dzieje się tak, gdyż Ziemia ma kształt geoidy.

W celu poprawnego rozwiązania tej części zadania, będziemy musieli wykonać wszystko od końca. Znając kąt szukamy odpowiedniej szerokości geograficznej a następnie zaznaczamy ją na rysunku:

90° - {  } = 13°34'

{  } = 90° - 13°34' = 76°26'

Z pewnością część z Was zauważyła coś bardzo niepokojącego. Wykonując obliczenia otrzymaliśmy wartość 76°26'. W danym przypadku rozpatrujemy zenit na zwrotniku Raka (23°26'), zatem do bieguna północnego zostało nam tylko 66°34'. W jaki sposób mamy zmieścić nasz "nadmiar"? Czy aby zadanie jest możliwe do wykonania?

Odpowiedź brzmi: "Jak najbardziej!". Omawiana sytuacja rozgrywa się 22 czerwca, zatem w obrębie bieguna północnego trwa aktualnie dzień polarny!


76°26' = 66°34' + β

β = 76°26' - 66°34' = 9°52'

Nie zapomnijcie, że właśnie "zawędrowaliśmy" aż za biegun północny, zatem otrzymana wartość β to tylko odległość a nie dokładna szerokość geograficzna. Spróbujmy to zmienić:

90° - 9°52' = 80°8'

80°8'N

Odp.: Poszukiwane drugie miejsce na Ziemi o takim samym kącie padania promieni słonecznych to równoleżnik o wartości 80°8'N.

To wszystko co dla Was przygotowałem. Mam nadzieję, że dzięki temu obliczanie kątów padania promieni słonecznych nie będzie już problemem, z kolei zdobytą wiedzę wykorzystacie kiedyś w praktyce.

Autor: Wojciech Ciecierski

Teoria Teoria

Jak obliczyć kąt padania promieni słonecznych?

Więcej
Zadania Zadania

Jak obliczyć kąt padania promieni słonecznych?

Więcej