I Форма и размеры Земли

/|Долгб"е "время люди считали Землю плоским телом. Идея шарообразности Земли возникла в результате предположения великого ученого древности Пифагора, жившего в VI в. до н. э. В IV в. до н. э. древнегреческий ученый Аристотель привел пер­вые доказательства шарообразности Земли. Он обратил внима­ние, что тень от Земли во время лунных затмений всегда круг­лая. А круглую тень могут дать только шарообразные предме­ты. В дальнейшем были приведены и другие доказательства: округлая форма горизонта повсюду на земной поверхности, расширение дальности видимого горизонта с поднятием, изме­нение высоты звезд по меридиану. Высота Полярной звезды на полюсе почти 90°, по мере движения по меридиану к экватору высота ее уменьшается, а на экваторе она скрывается за гори­зонтом. Такое явление возможно только на шарообразном теле.

2* 19

В XVII в. у ученых появились сомнения, что Земля — идеаль­ный шар. Великий английский ученый И. Ньютон (1642—1726) пришел к выводу, что Земля не может иметь форму идеального шара, так как вращается вокруг своей осн. Она сплюснута с полюсов на 21 км и имеет форму сфероида вращения². Для до­казательства этого положения произвели многочисленные гра­дусные измерения. Они показали, что длина дуги одного граду­са по меридиану в экваториальном поясе короче, чем длина ду­ги одного градуса в полярном поясе. Такое положение возмож­но только на сфероиде вращения. Длина дуги одного " градуса на экваторе 110,57 км, а на 60°— 111,42 км.

Градусные измерения позволили определить величину сжа­тия Земли. Однако величина сжатия оказалась различна даже на одной параллели. Это означает, что Земля не имеет форму правильного математического тела. Какова же действительная ее форма?

При изучении формы Земли исследуется некоторая теорети­ческая уровенная поверхность, совпадающая с уровнем воды в океанах и в мысленно проведенных каналах под материками. Оказывается, этот уровень воды в каналах под материками был бы выше на 100—150 м, чем на сфероиде вращения. Эту уровенную поверхность назвали геоидом³.

Поверхность геоида в пределах Азии выше уровня сферои­да на 160 м, а в пределах Северной Америки — на 97 м. На оке­анах всюду геоидальная поверхность ниже сфероидальной. Так, на Тихом океане эта разность достигает 120 м. 1- Изучение полетов искусственных спутников помогло точнее "Определить форму Земли. Например, установлено, что полюсы находятся на разном уровне: Северный полюс выше Южного на 30 м. Такую форму назвали кардиоидом.

Размеры Земли. Советский ученый Ф. Н. Красовский определил размеры земного сфероида:

Экваториальный радиус, или большая полуось, — 6378,2 км

Полярный радиус, или малая полуось,., — 6356, 9 км

Полярное сжатие — I : 298, или 21,3 км

Длина меридиана — 40 008,5 км

Длина экватора — 40 075,7 км

Поверхность Земли — 510 083 км2

Объем Земли — 1083 • 1012 км3

| Шарообразность нашей Земли оказывает огромное влияние на ее природу.

1. Солнечные лучи на шаровую поверхность падают под раз­ными углами, поэтому нагревание уменьшается от экватора к полюсам. Это дает основание выделить тепловые пояса: жар­кий, два умеренных и два холодных.

Шарообразность и вращение Земли обусловили геогра­фическую зональность.

Между формой Земли и ее рельефом существует связь: вещество мантии под земной корой может.перетекать из одних широт в другие или из одного меридионального сектора в дру­гой, что связано с вращением Земли. Это обусловливает образо­вание крупных форм рельефа.

Вопросы и задание. 1. Как развивались взгляды людей на форму Зем­ли? 2. Что такое геоид? 3. Приведите основные доказательства шарообразно­сти Земли. Какие новые данные представлены космонавтами? 4. Как влияет .шарообразность Земли на распределение природных зон?

Движения Земли

Земля совершает много различных движений, из которых мы рассмотрим только два, имеющих важное географическое значение,— осевое и движение вокруг Солнца.

Осевое вращение Земли. В XVI в. польский ученый Н. Ко- лерник доказал, что Земля движется вокруг Солнца и одновре­менно вращается вокруг своей оси. До него Землю считали центральным и неподвижным телом, вокруг которого вращают­ся Солнце и звезды. Коперник показал ошибочность этих взгля­дов, так как не всегда видимое движение тел является их дейст­вительным движением (при медленном отходе поезда от перро­на едущим кажется, что перрон вместе с людьми и вокзалом •отходит от них). То же самое происходит при наблюдении с Земли за Солнцем и звездами, кажется., что Земля неподвижна, а Солнце и весь небосвод движутся вокруг Земли.

Ежедневные восходы и заходы Солнца объясняются тем, что Земля, двигаясь с запада на восток, делает полный оборот вокруг .своей оси за 23 ч 56 мин 4,1 с. Это время принято на­зывать сутками. Под земной" осью понимают воображаемую лрямую линию, вокруг которой вращается Земля. Земная ось пересекается с'земной поверхностью в двух точках, которые на­зываются полюсами — Северным и Южным. От полюсов к югу и к северу каждая точка Земли в течение суток описывает ок­ружность. Длина окружности увеличивается по мере удаления от полюсов и на одинаковом расстоянии от полюсов оказывает­ся наибольшей. Это экватор—-линия пересечения земного шара плоскостью, проходящий церез центр Земли перпендикулярно •оси ее вращения.

Угловая скорость вращения Земли (т. е. угол, на который поворачивается какая-нибудь точка на поверхности Земли за определенный отрезок времени) одинакова для всех широт. За один час точка пробегает 15° (360°: 24 ч).

Линейная же скорость зависит от широты места (табл. 2). На экваторе она равна 464 м/с, к полюсам она уменьшается. Под широтой ф скорость V будет равна V—V-cos<p, где V — скорость на экваторе (464 м/с).

Таблица 2

Линейная скорость точек в разных широтах при осевом вращении Земли

Широта, °	0	10	20	30	40	50	60
Скорость, м/с	464,0	456,6	435,7	401,8	355,4	297,8	232.0

Доказательства того, что Земля вращается вокруг своей оси, следующие.

Отклонение падающих тел. Из курса физики известно, что падающее с высоты тело отклоняется от отвесной линии. Дело в том, что на высоте все тела вращаются с большей линейной скоростью, чем у поверхности Земли. При падении они по инер­ции сохраняют эту скорость, в результате чего обгоняют точки, находящиеся на поверхности Земли (рис. 4).

Опыт с маятником Фуко. По законам механики любое кача­ющееся тело стремится сохранить плоскость качания, если на него не действуют никакие силы, кроме силы тяжести. Француз­ский ученый. Фуко подвесил груз (маятник) над горизонталь­ным кругом, разделенным на градусы. Маятник выводили из спокойного состояния по меридиану, т. е. с севера на юг, и за­ставляли качаться. Наблюдения показали, что через некоторое время плоскость качания маятника перестала совпадать с поло­жением С—Ю. Оказался неверным физический закон? Или про­изошло что-то другое? За определенный отрезок времени поло­жение градуированного круга под маятником изменилось, круг переместился к востоку (результат вращения Земли вокруг своей оси), а маятник сохранил свою плоскость качания. Это второе доказательство осевого движения Земли.

Сплюснутость Земли у , полюсов. Сплюснутость Зем-

~ ■ ли у полюсов вызвана цент-

робежной силой, которая возникает только в резуль­тате вращения. Это третье доказательство движения Земли вокруг своей оси.

Важнейшие следствия вращения Земли вокруг своей оси:

Рис. 4. Отклонение падающих тел

Смена дня и ночи. Зем­ной шар не может быть ос­вещен одним источником света с разных сторон, по­этому на освещенной сторо­

не — день, на неосвещенной-—ночь. Из-за вращения Земли вокруг своей оси происходит смена дня и ночи, которая создает суточный ритм в природе.

Отклонение движущихся тел от первоначального направле­ния. Движущиеся по горизонтали тела отклоняются в северном полушарии вправо, а южном — влево относительно наблюда­теля, смотрящего в сторону движения. Отклоняющая сила вра- - щения Земли проявляется во многих природных процессах: в изменении направления движения воздушных масс, а также морских течений, в подмыве реками правых берегов.в северном полушарии и левых — в южном, в чередовании приливов и от­ливов.

При движении определенной массы М со скоростью V на поверхности Земли и широте ср отклоняющая сила F имеет ве­личину:

F=2m-w -v -sirup,

где V — угловая скорость вращения Земли. Таким образом, от­клоняющая сила вращения Земли прямо пропорциональна мас­се движущегося тела, скорости движения и широте. На эквато­ре она равна 0 и увеличивается с широтой.

Чередование приливов и отливов происходит в морях и оке­анах. На их образование оказывает влияние притяжение Луны и Солнца, смена их вызвана вращением Земли вокруг своей ■оси.

Движение Земли вокруг Солнца. Земля, вращаясь вокруг своей оси, в то же время движется вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с. При такой большой скорости она совершает пол­ный оборот в течение 365 сут. 5 ч 48 мин 46 с, проходя путь 937 млн. км. Этот путь называется орбитой. Орбита представ­ляет собой замкнутую кривую, имеющую форму эллипса. В си­лу этого расстояние между Землей и Солнцем периодически меняется: ближе к Солнцу Земля находится 3 января (в пери­гелии) — на расстоянии 147 млн. км, а дальше всего от Солнца 5 июля (в афелии) —на расстоянии 152 млн. км.

При своем движении Земля сохраняет постоянный угол на­клона оси к плоскости орбиты, равный 66°33'.

Вследствие этого Земля бывает обращена к Солнцу то юж­ным, то северным полушарием, поэтому северное и южное по­лушария получают одновременно неодинаковое количество све-„ та и тепла, что обусловило смену времен года (рис. 5). Если Земля обращена к Солнцу северным полушарием, то солнеч­ные лучи падают на поверхность его под большими углами, чем на поверхность южного полушария в соответствующих широ­тах. В результате этого в северном полушарии лето, в южном — зима. Если бы земная ось не имела наклона, а была перпенди­кулярна к плоскости орбиты, то угол наклона солнечных лу­чей в течение года на одной и той же параллели не менялся

Рис. 5. Годовое движение Земли вокруг Солнца и смена времен года

A/J

бы и повсеместно день был бы равен ночи, не было бы смены времен года. Нагревание Земли солнечными лучами постепен­но уменьшалось бы от экватора к полюсам. Каждая параллель получала бы одинаковое количество тепла от Солнца. В дейст­вительности экватор Земли наклонен к ее орбите на 23с27', по­этому солнечные лучи в течение года по-разному освещают се­верное и южное полушария, что обусловливает сезонные изме­нения в природе.

Времена года в южном полушарии наступают в календар­ный срок, противоположный северному полушарию.

Рассмотрим смену времен года, используя в этих целях на­глядное пособие — теллурий.

Поставим прибор в положение 22 июня. Это самый длинный день в северном полушарии — ден{> летнего солнцестояния. В это время северное полушарие обращено к Солнцу и лучше освещено. При этом угол падения солнечных лучей больше, чем на соответствующих параллелях южного полушария. В север­ном полушарии будет лето. В это же время южное полушарие плохо освещено, а угол паДения солнечных лучей меньше по сравнению с соответствующими параллелями северного полу­шария. Поэтому в южном полушарии в это время зима.

Земля продолжает двигаться по орбите. 23 сентября — день осеннего равноденствия. В это время день равен ночи, так как северное и южное полушария освещены одинаково от Северно­го до Южного полюса.

23 сентября — начало астрономической-осени для северного полушария и весны — для южного полушария.

Земля, продолжая свой путь по орбите, все больше повора­чивается к Солнцу южным полушарием. 22 декабря в южном полушарии самый длинный день; с него начинается астрономи-

■■кг

ческое лето, а в северном полушарии это самый короткий день — наступает астрономическая зима.

21 марта вновь линия, отделяющая освещенное полушарие от неосвещенного, проходит через оба полюса. Наступает день весеннего равноденствия, когда день равен ночи.

Наклон земной оси к плоскости орбиты определяет продол­жительность дня и ночи. Продолжительность дня зависит от ши­роты места (табл. 3). Только на экваторе в течение всего года день равен ночи.

21 марта и 23 сентября — дни весеннего и осеннего равно­денствия. В полдень в эти дни солнечные лучи на экваторе па­дают отвесно, в тропических и умеренных широтах угол паде­ния их уменьшается. В полдень 22 июня солнечные лучи пада­ют отвесно на параллель 23°27' с. ш. Эту параллель назвали Северным тропиком, а дату 22 июня — днем летнего солнцесто­яния. На параллели 66°33' с. ш. 22 июня Солнце совсем не за­ходит за линию горизонта, т. е. день равен 24 ч. Эту параллель назвали Северным полярным кругом. В это время, т. е. 22 июня, на широте 66°33/ южного полушария Солнце совсем не освеща­ет Землю, ночь равна 24 ч. Эту параллель назвали Южным полярным кругом. 22 декабря солнечные лучи в полдень отвесно падают на параллель 23°27' ю. ш. Эту параллель назвали Юж- < ным тропиком, а дату 22 декабря — днем зимнего солнцестояния.

В дни равноденствий высота полуденного Солнца над лини­ей горизонта (h0) для разных широт (ср) легко определяется по формуле h0=90°—<р. Например, в Москве (ср = 56°) 21 мар­та и 23 сентября в полдень Солнце находится на высоте 90°— —56е=34°.

В день летнего солнцестояния:

ho=90°—Ф+23,5°.

В день зимнего солнцестояния:

/г0^=90°—ф—23,5°.

(соответственно для Москвы: 90°—56°+23,5° = 57,5°;

90°—56°—23,5°= 10,5°).

Таблица 3

Наименьшая и наибольшая продолжительность дня на разных широтах

Широта. °	Наибольшая продолжи­тельность дня	Наименьшая продолжи­тельность ДНЯ	Широта. °	Солнце не заходит, сут.	Солнце не восходит, сут.
0	12 Ч 00 мин	12 Ч 00 МИН	66,5	1	1
20	13 ч 13 мин	10 Ч 47 мин	75	103	97
40	14 ч 51 мин	9 ч 09 мин	85	161	153
60	18 ч 30 мин	5 ч 30 мин	90	186	179
66,5	24 ч 00 мин	0 ч 00 мин

В зависимости от полуденной высоты Солнца и продолжи­тельности освещения весь земной шар делится на пояса осве­щенности: между тропиками лежит жаркий (астрономический) пояс, в пределах которого Солнце два раза в году находится в полдень в зените (на экваторе-—в дни равноденствий). На тро­пиках Солнце бывает в зените один раз в году — в день летне­го солнцестояния (на Северном тропике) или в день зимнего солнцестояния (на Южном тропике).

Пояса, расположенные между тропиками и полярными кру­гами, называются умеренными. Здесь в течение 24 ч происхо­дит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от времени года и широты места. На полярных кругах Солнце в дни солнцестояний в полдень не поднимается выше 47°, 22 июня совсем не заходит за горизонт (день равен 24 ч), а 22 декабря совсем не появляется на горизонте (ночь равна 24 ч).

К северу от Северного полярного круга и к югу от Южного находятся холодные пояса. Они отличаются тем, что на полю­сах Солнце не заходит за горизонт в течение полугода и не восходит в течение другой половины года. Продолжительность полярного дня увеличивается и на полюсе достигает 6 месяцев, а полярной ночи—уменьшается от полюса к полярному кругу.

Вопрос и задания. 1. Проведите в двадцатых числах каждого месяца; наблюдения за длиной полуденной тени от метрового шеста (гномона) и сде­лайте вывод. 2. Какова связь между изменениями мест восхода и захода Сол­нца и продолжительностью дня в течение года? 3. Изобразите на рисунках доказательства осевого движения Земли. 4. Объясните смену времен года, охарактеризуйте пояса освещенности.

ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ НА МЕСТНОСТИ И ИЗОБРАЖЕНИЕ ИХ НА ЧЕРТЕЖЕ.

ПЛАН И КАРТА

Измерение расстояний. Масштаб

В практической жизни очень часто приходится определять расстояния и наносить их на бумагу. Расстояние измеряют ша­гами, мерной лентой или рулеткой. На местности этими спосо­бами очень часто измерить расстояния невозможно. В таких случаях их определяют при помощи построения треугольников и на глаз.

При глазомерном определении расстояний необходимо знать, что крупные предметы кажутся расположенными ближе, чем в действительности. Особенно скрадывается расстояние на по­верхности воды. Например, противоположный берег реки, озе­ра, острова всегда кажется более близким, чем на самом деле. Наоборот, предметы мелкие, слабо освещенные, расположен­ные внизу, представляются более далекими, чем в действитель­ности. В туманную погоду, в сумерки все расстояния кажутся большими, чем в ясную погоду.

Легче измерить расстояние до предмета, если известны его высота и длина. В этих случаях берется масштабная линейка и на вытянутой руке определяется количество делений, которые целиком закрывают предмет. Длина руки в среднем составляет 60 см. Искомое расстояние будет относиться к расстоянию линей­ки от глаза (т. е. к 60 см) так, как размер предмета относится к размеру закрывающей предмет части линейки. Например, высо­та двухэтажного.дома 10 м; линейка закрывается на 2 см, тогда 1000-60 6000 onn„ onn расстояние до дома = —— =3000 см, т. е. 300 м.

Часто измеренное расстояние нужно изобразить на бумаге. Для этого его уменьшают или увеличивают. Степень уменьше­ния (увеличения) расстояний на бумаге (чертеже, плане, карте) по сравнению с их действительной длиной на местности называ­ется масштабом. Иначе, масштаб — это число, показывающее, во сколько раз действительное расстояние уменьшено, или' уве­личено на бумаге. Таким образом, масштаб представляет собой отношение длины линий на чертеже, плане, карте к длине линий в натуре. Например, расстояние от одной деревни до другой 10 км, или 1 000 000 см. Его нужно нанести на лист бумаги. Для этого уменьшим это расстояние в 100 000 раз, тогда на бумаге отрезок будет равен 10 см.

Различают три основных вида изображения масштаба: име­нованный (натуральный), численный и линейный.

Численный масштаб изображается в виде дроби, у которой числитель — единица, а знаменатель — число, показывающее степень уменьшения. Например, 1 : 10 000; 1 : 100 000; 1 : 1 000 000.

Линейный масштаб представляет собой прямую линию, разделенную на равные отрезки. Эти отрезки соответствуют оп­ределенным расстояниям на изображаемой местности, где каж­дое деление обозначают сверху цифрами. На картах основание масштаба принято за 1 см. Цифру 0, от которой начинается от­счет делений на линейном масштабе, обычно ставят не у самого конца масштабной линейки, а отступив одно деление вправо. На первом отрезке налево от «0» наносят более мелкие деления (мм) (см. географический атлас).

По сравнению с численным линейный масштаб дает возмож­ность непосредственно, без вычислений определять действитель­ное расстояние на плане и карте.

В практике работы с планом и картой часто приходится чис­ленный масштаб переводить в именованный или линейный. Для этого нужно установить, какому действительному расстоянию соответствует 1 см на плане, затем умножить 1 см на знаменатель численного масштаба и полученный результат перевести в мет­ры или километры. Например, численный масштаб 1 : 1000 пока­зывает, что действительное расстояние уменьшено на плане в .1000 раз, а это означает, что 1 см на плане соответствует на мест­ности 1000 см, или 10 м.

Чтобы линейный масштаб перевести в численный, надо под­считать, во сколько раз деление линейного масштаба меньше действительного расстояния. Например, на линейном масштабе 1 см изображает действительное расстояние в 10 км. В 1 км со­держится 100 000-10 = 1 000 000 см. Следовательно, действитель­ное расстояние уменьшено в 1 000 000 раз, и численный масштаб будет составлять 1 : 1 000 000.

Вопросы и задания. 1. На местности отмерьте расстояние в 100 м, прой­дите его 2—3 раза, подсчитывая каждый раз количество шагов, определите их среднее число и высчитайте длину шага. Этой величиной' удобно пользоваться при измерении расстояний на местности. 2. Изобразите в тетради линиями расстояние в 100, 500 м, используя масштаб: в 1 см — 50 м. 3. Переведите чис­ленные масштабы в линейные: 1 : 50 000; 1 : 750 000; 1 : 1 000 000; 1 : 50 000 000. 4. Переведите именованные масштабы в численные: 1 см — 100 м;-1 см — 1 км; 1 см — 50 км.

Ориентирование

В силу шарообразности Земли человек наблюдает ее поверх­ность в виде круга, нал которым опрокинут небосвод. И где бы человек ни был, он всегда находится как бы в центре видимого пространства.

Границу видимого пространства, где, как нам кажется, не­бесный свод соприкасается с поверхностью Земли, называют ли­нией горизонта. На плоской поверхности она кажется окружно­стью, в центре которой находится наблюдатель. Давно замечено, что с поднятием вверх линия горизонта удаляется, а горизонт расширяется (табл. 4).

Дальность видимого горизонта определяют по формуле D = = 3,86-Я, где D—дальность в километрах, Я —высота точки в метрах.

Для определения местоположения предметов находят сторо­ны горизонта и по ним производят ориентирование. ' Человек учится ориентироваться с детства: сначала по сторонам своего тела (вправо, влево, вперед, вниз, вверх), затем по сторонам го­ризонта (С, Ю, 3, В) и промежуточным (СЗ, СВ, ЮЗ, ЮВ). Так устанавливается местоположение предметов и явлений в види­мом пространстве, т. е. происходит ориентирование.

Существует много способов нахождения сторон горизонта. Одним из них является способ определения полуденного поло­жения Солнца. В полдень Солнце находится точно на юге. Если

Таблица 4

Зависимость дальности видимого горизонта от высоты наблюдателя

Высота глаза наблюдателя, м	1	2	4	10	50	100	1000	2000
Дальность видимого горизонта, км	3,6	5,0	7,1	11,3	25,2 .	36,7	112,9	156,5

взять гномон (метровый шест) и понаблюдать за длиной тени, то можно установить, что самая короткая тень будет в то время, когда Солнце выше всего над линией горизонта. Это означает, что по длине полуденной тени от предметов можно определить стороны горизонта. Если встать в направлении полуденной тени, то лицо будет обращено на север, спина—-на юг, справа будет восток, слева — запад. Эти определения следует провести ,на местности.

Следующий способ — нахождение Полярной звезды. Если ночь ясная, сначала находят созвездие Большой Медведицы. На пятикратном расстоянии по линии, соединяющей крайние звезды ковша, можно увидеть Полярную звезду. Она располо­жена над Северным полюсом мира, вокруг которого, как нам кажется, вращаются звезды.

Но как быть, когда нет Солнца и звезд, когда небо покрыто сплошным слоем облаков? В таких случаях используют компас.

При пользовании компасом нужно соблюдать правило — пре­жде всего точно определить направление к искомому объекту. Тогда обратное направление будет путем возвращения. Передви­жение на местности с помощью компаса производится по азиму­там. Азимутом называется угол между направлением на север и нужным направлением на предмет. Азимут отсчитывается по хо­ду часовой стрелки. Так, восточное направление соответствует азимуту 90°, южное—180°, западное — 270° и северное — 360°. Пример. Чтобы попасть в пункт назначения, нужно пройти 500 м по азимуту 360°, а затем 100 м по азимуту 45°. Все расстояния прослеживаются от видимых предметов и сверяются по компасу.

Стороны горизонта можно определить и по местным призна­кам. Например, наиболее влажная, теневая часть деревьев и камней —северная. На ней часто поселяются мхи и лишайники, являющиеся косвенными ориентирами северной стороны горизон­та. Или пример с муравейником. Если присмотреться к нему, то можно заметить, что один его склон пологий, а другой — крутой. Пологий склон обращен на юг, а крутой — на север. Муравьи строят муравейники к югу от предметов (камней, деревьев, пней). Это один из признаков ориентировки для наблюдательно­го человека.

Ориентирование имеет очень важное значениё в практической жизни. Нужцо уметь ориентироваться не только на местности, но и по плану и карте, без которых невозможно строительство, использование земель, разведка полезных ископаемых, ни один поход.

Вопрос и задания. 1. Проведите наблюдения за Солнцем, местами вос­хода и захода по временам года, измерьте длину тени от метрового гномона в 9, 11, 13, 15, 17 ч. Сделайте выводы. 2. Определите положение меридиана по гномону. 3. Раз в месяц (в двадцатых числах) измерьте длину тени от метро­вого гномона, запишите ее в календарь наблюдении. Можно ли по длине тени от метрового гномона определить высоту Солнца?

План местности

План местности представляет собой чертеж, на котором изоб­ражен небольшой участок земной поверхности с сохранением полного подобия фигур, площадей в едином масштабе по всем направлениям.

В определении даны основные признаки плана:

Чертеж небольшого участка земной поверхности в умень­шенном виде.

Предметы на план наносятся условными знаками с сохра­нением подобия фигур и площадей.

По плану можно определить местоположение предметов относительно сторон горизонта.

На плане можно измерить расстояние между предметами, пользуясь единым масштабом.

Существует несколько способов составления планов, одним из них является глазомерная съемка. Для глазомерной съемки иужно следующее оборудование: планшет с компасом и наклеен­ной миллиметровой бумагой, визирная линейка, циркуль, про­стой карандаш, резинка, рулетка. Перед съемкой нужно слева нанести на бумагу стрелку, показывающую направление север — юг, а внизу планшета обозначить масштаб. Кроме того, нужно хорошо знать условные топографические знаки. На полученном для съемки участке необходимо сориентировать планшет, т. е. направление стрелки на планшете нужно совместить с направле­нием магнитной стрелки компаса, поворачивая планшет. Это обя­зательное условие, и если его не выполнить, то составленный план будет неверен. Исходную точку нужно нанести на планшет с таким расчетом, чтобы участок, подлежащий съемке, целиком вошел на лист планшета. Если участок открытый, можно нанести все предметы на план, оставаясь в одной точке. Такой способ называется полярным. Нередко применяют способ обхода, когда участок обходят вдоль границ, или способ перпендикуляров, ког­да от опорной точки провешивается линия по участку, а от нее восстанавливают перпендикуляры до границ участка. Эти спо­собы используют для нанесения берега реки, озера, болота и при­лежащих предметов. Как видно из приведенных примеров, вы­бор способа съемки зависит от характера местности. Сущность съемки состоит в том, что на ориентированном по компасу план­шете сначала визируется, а затем наносится простым каранда­шом направление на предмет. После этого измеряют расстояние до, предмета или на глаз, или при помощи рулетки, или мерной ленты. Далее, используя масштаб, на этом направлении услов­ным знаком наносят сам предмет. К нему дают характеристику, например дерево (хвойное или лиственное), его диаметр, высота. После размещения всех предметов линии направлений стирают. План местности составлен. Внизу плана необходимо поместить условные знаки. Вся работа' должна быть выполнена очень

точно и аккуратно. Надписи наносят чертежным шрифтом, при­нятым для планов.

Вопросы и задания. 1. Какой чертеж называют планом? В чем отличие плана от рисунка? 2. Проведите глазомерную съемку пришкольного участка. 3. Что значит «ориентирование планшета»? Почему это условие необходимо при съемке? 4. Топографический диктант. Масштаб: 1 см—100 м. Школа стоит на восточной окраине поселка, от которого на восток. идет шоссейная дорога. Двигаясь по дороге, вы должны пройти справа хвойный лес, слева —сады. После того как пройден путь в 1 км, дорога повернула на СВ. Справа будет болото, слева — луг на расстоянии 500 м. Затем вы должны пересечь реку по деревянному мосту (ширина реки 50 м, течет с юга на север, правый берег обрывистый — 10 м, левый — пологий). На правом берегу видна выемка, на расстоянии 100 м от которой дорога поворачивает на север, слева — луг, спра­ва — смешанный лес. На расстоянии 1 км на левой стороне виден одинокий дом. Здесь привал.

Направления следует нанести с помощью азимутов.

Изображение Земли на глобусе

Глобус—-уменьшенная модель земного шара. Он наглядно демонстрирует шарообразность Земли и дает правильное пред­ставление о положении на земном шаре полюсов и экватора, ме­ридианов и параллелей, а также морей, материков и океанов, островов и других крупных форм рельефа. Изображение Земли на глобусе имеет свойство равномасштабности — все линейные размеры объектов земной поверхности даются на нем с одина­ковым уменьшением. Изображение обладает свойством равно­угольное™ — очертания фигур на глобусе подобны действитель­ным очертаниям на земной поверхности. Изображение на гло­бусе обладает свойством равновеликости, т. е. площади всех объ­ектов, показанных на глобусе, пропорциональны их действитель­ным площадям на земном шаре.

Глобус широко применяется при изучении земного шара, го­ризонтального и вертикального расчленения поверхности Земли,- а также при решении ряда навигационных задач: при выборе направления движения морских и воздушных лайнеров, проекти­ровании трасс орбит космических кораблей и т. д.

Первым глобусом считают глобус, изготовленный немецким географом М. Бехаймом в 1492 г. Теперь он хранится в музее в Нюрнберге. В XVII и XVIII вв. глобусами пользовались на судах Дальнего плавания, где они заменяли карты.

Наряду с достоинствами у глобуса имеется существенный не­достаток: он изготовляется только в мелком масштабе. Глобус в масштабе стенной карты Советского Союза имел бы диаметр, равный 2,55 м. Пользоваться таким глобусом было бы неудобно.

На глобусе нанесены меридианы и параллели.

Меридиан — слово латинское, означающее полуденную ли­нию. Полуденная тень от предметов показывает направление ме­ридианов. Меридианы-—это линии на глобусе и картах, соединя­ющие полюсы. Поэтому каждый меридиан, составляет половину окружности земного шара, а все они имеют одинаковую длину.

Меридианов можно провести бесчисленное множество. Началь­ный меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию около Лондона. От него счет ведется на восток и запад до 180°, где проходит граница западного и восточного полушарий.

Параллели на глобусе наносятся параллельно экватору. Эк­ватор на глобусе и карте показывается линией, которая делит Землю на два полушария: северное и южное. Параллелей, как и меридианов, можно провести бесчисленное множество. Паралле­ли, в отличие от меридианов, имеют разную длину, которая по­степенно уменьшается к полюсам. Так, самая длинная парал­лель— экватор — имеет длину 40 075,7 км, параллель 30° — 30 056,8 км, 60° —20 037,8.

Градусная сеть

Меридианы и параллели, нанесенные на глобус и карту, со­ставляют градусную сеть. По ней определяют точное положение каждого пункта на Земле, для чего вводят понятие «долгота» и «широта». Под географической долготой понимают угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана дан­ного пункта. Долгота — это расстояние в градусах от начального меридиана. Она бывает восточной и западной. Поскольку счет ведется от начального меридиана, то долготы исчисляются от 0 до 180°-.

Географическая широта — это угол между плоскостью эква­тора и отвесной линией данного места. Она измеряется в граду­сах, отсчет ведется от экватора к северу и к югу (от 0 до 90°), соответственно широты бывают северная и южная. Расстояние от экватора до полюса составляет четверть окружности земного шара и равно 90° широты, а длина части параллели, равная дуге в 1°, составит 111 км, увеличиваясь от экватора "к полюсам (вследствие сплюснутости Земли). Длина части параллели у эк­ватора, равная дуге в 1°, составляет 110,6 км, а в районе поляр­ного круга — 111,7 км.

Итак, широта и долгота составляют географические коорди­наты, по ним можно точно определить местоположение любого пункта на Земле. -

Задания. 1. Определите географические координаты Москвы, Мурманска, Ташкента, Каира, Нью-Йорка, Мехико, Буэнос-Айреса, Сиднея. 2. Определите географические координаты крайних точек Советского Союза. 3. Найдите го­рода по следующим координатам: 60° с. ш. и 30° в. д.; 36° с. ш. и 140° в. д.

Широту в северном полушарии можно определить по высоте Полярной звезды. Полярная звезда находится около полюса ми­ра, не совпадая с ним на 55 мин. Таким образом, на Северном полюсе она находится почти над головой, т. е. под углом 90°. При движении от полюса высота Полярной звезды уменьшается, на экваторе ее не будет видно. Приблизительно высоту Поляр­ной звезды можно определить при помощи транспортира с от­весом. Высота ее соответствует широте местности. Широту Мест­

ности узнают не только по Полярной звезде, но и по другим звез­дам, а также по Солнцу. Для этого нужно иметь данные о наи­высшем положении звезд и Солнца (верхние кульминации) в те­чение суток и астрономические таблицы.

Географическую долготу определяют по разнице времени. Наивысшее положение (верхняя кульминация) звезд и Солнца на одном меридиане имеет одно и то же время. Поэтому геогра­фическую долготу можно узнать путем определения разни­цы во времени. Земля полный оборот вокруг оси совершает в те­чение 24 ч, проходя за это время путь в 360°, т. е. за 1 ч она пе­реместится на 15°, а на 1° — за 4 мин. Зная время нулевого ме­ридиана и местное время, можно определить разницу во време­ни, а по разнице — долготу. Например,, часы показывают 16 ч 30 мин по местному времени, а на нулевом меридиане 12 ч, разница будет 4 ч 30 мин, это составит 270 мин. Разделим 270 : :4 = 67°30'. Следовательно, долгота нашего пункта 67°30'.

В наше время пользоваться местным временем стало неудоб­но. Поэтому было введено так называемое поясное время. Весь земной шар разделили на 24 часовых пояса, отстоящих друг от друга на 15° долготы. Такие пояса называют часовыми, а время, исчисляемое внутри их,— поясным временем. Расстояние край­них точек не превышает 7,5°, отсюда разница между поясным и местным временем не превышает полчаса. Нумерация поясов идет от Гринвичского меридиана на восток. Территория нашей страны имеет 11 часовых поясов, счет идет от второго до двенад­цатого часового пояса. Во втором поясе находятся Москва, Ле­нинград, Киев; Поволжье — в третьем; Урал — в четвертом и т. д.

Границы часовых поясов не всегда совпадают с меридиана­ми, они проводятся по природным и административным грани­цам (рис. 6).

В 1930 г. по декрету Совнаркома в СССР поясное время по­всеместно перевели на час вперед. Поэтому Москва, например, живет по времени не второго пояса, а третьего. Такой перевод часов был произведен с целью более полного использования све­тового периода суток и экономии электроэнергии.

Географические карты.

Понятие о картографических проекциях

Карта — уменьшенное и обобщенное изображение земной по­верхности на плоскости, географические объекты которой пере­даны условными знаками.

Карты — ценное пособие для изучения земной поверхности, а также природных и общественных объектов.

33

Географические карты классифицируются по содержанию, территориальному охвату, масштабу, назначению. Наиболее рас­пространены общегеографические карты, отображающие мест­ность (формы рельефа и естественный покров земной поверхно-

3 Заказ 34

.120 105 90 75 60 к запалу от Гринвича Q к востоку от Гринвича 60 75

полярный круг.

Джуно

Северная

ЙЛондон^}

•МОскДШТ0^

Лос-Анджелес

'АМЕРИКА

'Тбилиси

ЙТегёран'-|+4ч30н^

Северный тропик

Мехико-

1Экватор:

ЮЖНАЯ]

ЛЙЙ?АМЕРИКА<

■Жанейро

[УЙЫ^

кМои

Кейптаун

Полночь;

XXII I XXIIII XXIV I Г

Поясное время, когда Э;Гринвиче;полнючь

I gzvi Территории, на которых iv.•.•■•.■•■! Территории, на которых принятое время отличг-

I принято поясное время |.v.v.-.'.| ется от Гринвичского на обозначенную величин .

Рис. 6. Часовые пояса земного шара

сти, гидрографию, населенные пункты, пути сообщения, гра­ницы) . ...

По масштабу географические карты делятся на крупномас­штабные, построенные в масштабах крупнее 1 :200 000, мелко­масштабные, построенные в масштабах мельче 1 : 1 000 000, и среднемасштабные, построенные в масштабе мельче 1 : 200 000 и до 1 : 1 000 000 включительно.

Прочие географические карты называют специальными. Они передают с большей полнотой какой-либо элемент, входящий в содержание общегеографической карты, например рельеф, пути сообщения, климат, давление воздуха и т. п., отсутствующие на общегеографической карте.

Среди специальных карт различают три основные группы: карты природных условий, к которым относятся карты климати­ческие, геологические, почвенные, гипсометрические, гидрологи-

На территории СССР часовая стрелка переведена на 1 час вперед против •поясного времени

135 150 i65 lao las ческие, ботанические и др.; кар­ты социально-экономические — населения, экономические, культурного строительства, по­литические, политико-адми­нистративные, исторические; карты технические — навига­ционные, полетные, проектные.

По территориальному при­знаку карты делят на мировые, карты океанов и морей, мате­риков и их крупных частей, карты государств, областей, районов.

По назначению выделяют карты учебные, морские нави­гационные, туристские, спра­вочные и др.

Карты географические по­лучаются либо в результате съемок местности (топографи­ческие, аэрофототопографиче­ские, геологические), либо в камеральных условиях посред­ством обработки и синтеза разнообразных источников. Из крупномасштабных карт

Рис. 7. Изображение холма и впадины горизонталями

них — топографические с масштабом от 1 : 10 000 до 1 : 1 000 000. Стенные географические карты обычно имеют масштаб 1 : : 1 000 000 и мельче.

Для чтения топографического плана (рис. 8) и карты нужно знать условные топографические знаки. Топографическая карта незаменима в походах.

Отличие плана от карты состоит-в величине охватываемой территории. При изображении на картах больших участков при1- ходится сильно уменьшать их в масштабе, учитывая кривизну земной поверхности. При изображении на плане небольшого уча­стка можно пренебречь кривизной поверхности Земли. Предметы наносятся в крупном масштабе, поэтому из плана можно извлечь количественную характеристику нанесенных объектов (напри­мер, вычислить ширину реки или дороги, подсчитать количество домов в поселке).

Наиболее точное.изображение Земли будет на глобусе. На нем спроектированы все географические объекты без искажений, так сохраняется единый масштаб для всей территории Земли. На глобусе можно измерить расстояния. Однако шаровую по­верхность глобуса нельзя разложить на плоскость без складок и разрывов. На рис. 9 изображен глобус, разрезанный по мериди­анам .и развернутый на плоскости. Здесь видны разрывы, увели­чивающиеся к полюсам: только вдоль экватора меридианы не раз­рываются. В картографии разработано много способов прибли­женного изображения шаровой поверхности на плоскости. Каж­дый из этих способов называется картографической проекцией и имеет свои искажения. При изображении поверхности шара на плоскости возникают четыре вида искажений: площадей, углов, форм и длин.

Михалино

\г..Михалинсная

, сосна.

I N33 сс

Волково

I 160,6 •

Воронойо-

г.Андогсная-

13-ширина проезжей части,в метрах,

45-грузоподъемность,в тоннах) Мосты деревянные Колодцы

(2-глубина колодца,в метрах) Источники

Горизонтали основные утолщенные Горизонтали основные и их подписи, в метрах

Горизонтали дополнительные Отметки высот, в метрах

Водяные мельницы

Дома лесников

Кладбища

Мосты каменные 5д_^(50-длйна моста

j м/с)

бер,$ $0,30

212.

Болота проходимыо

Рис. 8. Топографический план

|Михалино

33 СС

+

Церкви

- Линии связи

Усовершенствованные шоссе (13-ширина покрытой части, ; 17-ширина от канавы до канавы, А-материал покрытия)

Улучшенные грунтовые дороги а) Насыпи б) Выемки в)Трубы Грунтовые дороги Полевые и лесные дороги

; =13 (17) А-

Реки и ручьи Г" 50 (50-ширина, 1,4-глубина реки в метрах, П-характер грунта дна) j ~ g Отметки урезов воды М/ ' Направление и скорость /ч \J течен11Я Реки'в м/с ( ^0ЕН7 БР0ДЫ (0.5-глубина, бр.' П1 17—длина,в метрах, I ii"u»' П-характер грунта, 0,1-скорость течения,

Овраги и промоины (40-ширина между 6pos-| ками, 2-глубина, в метрах)

Обрывы (3-высота, в метрах) Курганы Ямы

Смешанные леса (20-средняя высота, 0,30-толщина, : 6-расстояние между 6стволами деревьев, : в метрах) Просеки в лесу Отдельно стоящие деревья, имеющие значение ориентиров