Zachodniopomorski Konkurs Geograficzny - mapa, ruchy Ziemi, współrzędne

1.Elementy mapy

Podstawowe elementy mapy to: tytuł (informuje, jaki obszar i jakie zagadnienie przedstawia mapa), treść mapy (znaki rozmieszczone na mapie), legenda (objaśnienie użytych znaków), skala (informuje, ile razy odległości na mapie zmniejszono w stosunku do terenu), siatka kartograficzna (południki i równoleżniki, które pozwalają określić położenie i kierunki) oraz ramka, która ogranicza mapę; na ramce zwykle podpisuje się wartości południków i równoleżników.

2.Legenda mapy

Legenda to objaśnienie wszystkich znaków kartograficznych użytych na mapie: barw, linii, symboli i napisów. Stosowanie legendy: najpierw odczytujemy w niej, co oznacza dany znak, a potem odszukujemy ten znak na mapie albo odwrotnie - znak z mapy sprawdzamy w legendzie. Znaki na różnych mapach mogą wyglądać inaczej, dlatego pracę z każdą nową mapą zaczynamy od legendy. Legenda zwykle znajduje się w rogu mapy albo na jej marginesie.

3.Skala liczbowa

Skala mapy informuje, ile razy odległości na mapie są mniejsze od odległości w terenie. Skala liczbowa ma postać stosunku lub ułamka, np. 1:50 000 albo $\frac{1}{50\,000}$, i oznacza, że 1 cm na mapie odpowiada 50 000 cm w terenie (obie liczby w tych samych jednostkach). Im mniejszy mianownik, tym skala większa: mapa w skali 1:10 000 pokazuje więcej szczegółów niż mapa w skali 1:1 000 000, ale na arkuszu tej samej wielkości mieści mniejszy obszar.

4.Skala mianowana i skala liniowa (podziałka)

Skala mianowana to zapis słowny z jednostkami (mianami): podaje, jaka odległość w terenie przypada na 1 cm mapy, np. 1 cm - 0,5 km (to samo co 1:50 000). Skala liniowa, czyli podziałka, to narysowany odcinek podzielony na równe części, przy których podpisano odległości w terenie, np. 0, 500 m, 1 km. Podziałką mierzy się odległość bezpośrednio, przykładając do niej odcinek z mapy. Podziałka pozostaje poprawna po powiększeniu lub zmniejszeniu mapy, a skala liczbowa i mianowana wtedy przestają się zgadzać.

5.Zamiana skali liczbowej na mianowaną i odwrotnie

Aby zamienić skalę liczbową na mianowaną, mianownik (centymetry w terenie) zamieniamy na metry albo kilometry: 1 m = 100 cm, 1 km = 100 000 cm. Przykład: 1:50 000, czyli 1 cm - 50 000 cm = 500 m = 0,5 km. Zamiana odwrotna: odległość w terenie zamieniamy na centymetry i wpisujemy jako mianownik, np. 1 cm - 2 km, a 2 km = 200 000 cm, więc skala wynosi 1:200 000. Reguła: mianownik podzielony przez 100 daje metry, a przez 100 000 - kilometry.

6.Obliczanie odległości w terenie i na mapie za pomocą skali

Odległość w terenie = odległość zmierzona na mapie pomnożona przez wartość 1 cm ze skali mianowanej. Przykład: na mapie w skali 1:200 000 (1 cm - 2 km) dwa miasta dzieli 4,5 cm, więc w terenie $4{,}5 \cdot 2~\mathrm{km} = 9~\mathrm{km}$. Odległość na mapie = odległość w terenie podzielona przez wartość 1 cm, np. 12 km w skali 1:300 000 (1 cm - 3 km) to $12 : 3 = 4$, czyli 4 cm. Odległość w linii prostej mierzymy linijką, a krętą drogę - nitką lub krzywomierzem.

7.Skala polowa (powierzchniowa)

Skala polowa pokazuje, jakiej powierzchni w terenie odpowiada $1~\mathrm{cm^2}$ na mapie. Otrzymujemy ją, podnosząc do kwadratu wartość skali mianowanej: 1:50 000 to 1 cm - 0,5 km, więc $1~\mathrm{cm^2}$ - $0{,}25~\mathrm{km^2}$. Powierzchnia w terenie = powierzchnia na mapie pomnożona przez wartość ze skali polowej, np. $8 \cdot 0{,}25~\mathrm{km^2} = 2~\mathrm{km^2}$. Przy dwa razy większym mianowniku $1~\mathrm{cm^2}$ odpowiada cztery razy większej powierzchni. Pamiętaj: $1~\mathrm{km^2} = 100~\mathrm{ha}$.

8.Znaki kartograficzne: punktowe, liniowe i powierzchniowe

Znaki kartograficzne to umowne symbole, którymi przedstawia się obiekty na mapie. Znaki punktowe (sygnatury) oznaczają obiekty zajmujące małą powierzchnię, np. kościół, szczyt, schronisko. Znaki liniowe przedstawiają obiekty wydłużone: rzeki, drogi, linie kolejowe, granice. Znaki powierzchniowe (barwy, desenie) pokazują obszary, np. lasy, jeziora, łąki, zabudowę. Znaki topograficzne to ujednolicone znaki map topograficznych, które dokładnie oddają położenie obiektów w terenie.

9.Mapa topograficzna i plan miasta

Mapa topograficzna to szczegółowa mapa w dużej skali (np. 1:25 000, 1:50 000), która przedstawia rzeźbę terenu poziomicami oraz wody, roślinność, osiedla, drogi i nazwy obiektów; służy m.in. do orientacji w terenie i planowania tras. Plan miasta to mapa w bardzo dużej skali (np. 1:10 000), na której widać ulice z nazwami, kwartały zabudowy, ważne budynki i linie komunikacji miejskiej; zwykle ma skorowidz ulic i siatkę kwadratów oznaczonych literami i cyframi.

10.Mapa ogólnogeograficzna i mapa tematyczna

Mapa ogólnogeograficzna przedstawia jednocześnie wiele elementów środowiska: rzeźbę terenu, wody, miasta, granice i drogi, np. mapa fizyczna Polski w atlasie. Mapa tematyczna szczegółowo pokazuje jedno zagadnienie, np. klimat, gleby, gęstość zaludnienia, rolnictwo albo przemysł. Mapy są najważniejszym źródłem informacji geograficznej; inne źródła to m.in. zdjęcia lotnicze i satelitarne, mapy cyfrowe, dane statystyczne, teksty i obserwacje w terenie.

11.Mapa krajobrazowa i mapa turystyczna

Mapa krajobrazowa pokazuje pokrycie terenu - lasy, łąki, pola, wody i zabudowę - barwami zbliżonymi do naturalnych, a rzeźbę zwykle cieniowaniem, dzięki czemu łatwo rozpoznać na niej typ krajobrazu, np. pojezierny albo wyżynny. Mapa turystyczna to mapa w dużej skali przeznaczona dla turystów: ma oznaczone kolorowe szlaki piesze i rowerowe, schroniska, punkty widokowe, zabytki, parkingi i inne atrakcje. Obie mapy wydaje się w wersji drukowanej i cyfrowej, np. w aplikacjach z GPS.

12.Składniki krajobrazu na mapie Polski

Na mapie rozpoznajemy składniki krajobrazu: rzeźbę (barwy, poziomice, szczyty), wody (rzeki, jeziora, morze), roślinność (lasy), osadnictwo (miasta, wsie) i drogi. Przykłady: krajobraz wysokogórski Tatr - brązowe barwy, gęste poziomice, szczyty; pojezierny Mazur - liczne jeziora wśród pagórków i lasów; nizinny Niziny Mazowieckiej - zielone barwy i szerokie doliny rzek; nadmorski Pobrzeża Słowińskiego - wydmy, mierzeje, jeziora przybrzeżne; wielkomiejski Warszawy - zwarta zabudowa i gęsta sieć dróg.

13.Poziomice, mapa hipsometryczna i profil terenu

Poziomica (izohipsa) to linia łącząca punkty o jednakowej wysokości nad poziomem morza. Gęste poziomice oznaczają stromy stok, rzadkie - łagodny, a zamknięte poziomice o wartościach rosnących ku środkowi - wzniesienie. Mapa hipsometryczna przedstawia wysokości barwami warstwowymi: zielonymi niziny, żółtymi i jasnobrązowymi wyżyny, brązowymi góry, niebieskimi głębokości mórz. Profil terenu to przekrój pokazujący, jak zmienia się wysokość wzdłuż wybranej linii; rysuje się go na podstawie poziomic.

14.Wysokość bezwzględna i wysokość względna

Wysokość bezwzględna to wysokość punktu nad poziomem morza, zapisywana w metrach z dopiskiem n.p.m.; obszar położony poniżej poziomu morza to depresja. Wysokość względna to różnica wysokości między dwoma punktami, np. między szczytem a dnem doliny; podaje się ją w metrach bez dopisku n.p.m. Przykład: szczyt ma 850 m n.p.m., a dno doliny 320 m n.p.m., więc wysokość względna szczytu nad doliną wynosi $850 - 320 = 530~\mathrm{m}$.

15.Metody prezentacji informacji na mapach

Metoda sygnatur: znaki (obrazki, figury) w miejscach występowania obiektów, np. kopalń. Metoda kropkowa: kropka oznacza ustaloną liczbę obiektów, np. 1000 mieszkańców. Kartogram: jednostki podziału (np. województwa) zabarwione tym intensywniej, im większa wartość zjawiska, np. gęstość zaludnienia. Kartodiagram: diagramy umieszczone w jednostkach podziału. Metoda izolinii: linie łączące punkty o tej samej wartości, np. izotermy, izohipsy. Metoda zasięgów: linia lub barwa obejmuje obszar występowania zjawiska.

16.Kształt i rozmiary Ziemi (geoida)

Ziemia ma kształt geoidy - bryły zbliżonej do kuli, lekko spłaszczonej na biegunach; powierzchnię geoidy wyznacza w przybliżeniu średni poziom mórz i oceanów. Spłaszczenie jest skutkiem ruchu obrotowego Ziemi. Obwód Ziemi wynosi około 40 tys. km: wzdłuż równika około 40 075 km, a wzdłuż południków nieco mniej, około 40 008 km. Średni promień Ziemi to około 6371 km. Uproszczonym modelem Ziemi jest globus.

17.Ziemia w Układzie Słonecznym i Księżyc

Układ Słoneczny tworzą Słońce - gwiazda w jego centrum - oraz krążące wokół niego ciała: osiem planet, ich księżyce, planety karłowate, planetoidy i komety. Kolejność planet od Słońca: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun; Ziemia jest trzecią planetą, średnio około 150 mln km od Słońca. Księżyc to naturalny satelita Ziemi: obiega ją w około 27 dób, jest zwrócony do niej stale tą samą stroną i świeci światłem odbitym od Słońca.

18.Biegun północny, biegun południowy i równik

Bieguny geograficzne to punkty, w których oś obrotu Ziemi przecina jej powierzchnię: biegun północny (90°N) i biegun południowy (90°S); zbiegają się w nich wszystkie południki. Równik to równoleżnik 0°, położony w jednakowej odległości od obu biegunów; jest najdłuższym równoleżnikiem (około 40 075 km). Równik dzieli Ziemię na półkulę północną i półkulę południową.

19.Południk zerowy i południk 180°

Południk zerowy (0°) przechodzi przez obserwatorium w Greenwich w Londynie i jest początkiem liczenia długości geograficznej. Po przeciwnej stronie Ziemi leży południk 180°. Razem tworzą okrąg biegnący przez oba bieguny, który dzieli Ziemię na półkulę wschodnią (długości geograficzne E) i półkulę zachodnią (długości W). W pobliżu południka 180° przebiega granica zmiany daty.

20.Zwrotnik Raka, zwrotnik Koziorożca i koła podbiegunowe

Zwrotnik Raka (23°27'N) i zwrotnik Koziorożca (23°27'S) to skrajne równoleżniki, nad którymi Słońce może górować w zenicie: nad zwrotnikiem Raka około 22 czerwca, nad zwrotnikiem Koziorożca około 22 grudnia. Koło podbiegunowe północne (66°33'N) i koło podbiegunowe południowe (66°33'S) wyznaczają zasięg dnia polarnego i nocy polarnej. Zwrotniki i koła podbiegunowe są granicami stref oświetlenia Ziemi.

21.Cechy południków i równoleżników

Południki to półokręgi łączące bieguny; mają jednakową długość (około 20 tys. km), zbiegają się na biegunach i wyznaczają kierunek północ-południe. Równoleżniki to okręgi równoległe do równika; mają różną długość - najdłuższy jest równik, a ku biegunom stają się coraz krótsze; wyznaczają kierunek wschód-zachód. Południki i równoleżniki przecinają się pod kątem prostym. Odcinek południka odpowiadający 1° ma około 111 km.

22.Siatka geograficzna a siatka kartograficzna

Siatka geograficzna to układ umownych linii - południków i równoleżników - na kuli ziemskiej albo na globusie. Siatka kartograficzna to obraz siatki geograficznej przeniesiony na płaszczyznę mapy za pomocą odwzorowania kartograficznego. Powierzchni kuli nie da się rozłożyć płasko bez zniekształceń, dlatego na mapie zmieniają się kształty, odległości lub powierzchnie, a południki i równoleżniki mogą mieć postać linii prostych albo łuków.

23.Szerokość geograficzna

Szerokość geograficzna ($\varphi$) to odległość kątowa punktu od równika, mierzona wzdłuż południka. Wynosi od 0° na równiku do 90° na biegunach. Na półkuli północnej to szerokość północna (N), a na półkuli południowej - szerokość południowa (S). Odczytujemy ją z równoleżnika, na którym leży punkt. Przykład: Warszawa leży na około 52°N. Stopień dzieli się na 60 minut: $1^\circ = 60'$.

24.Długość geograficzna

Długość geograficzna ($\lambda$) to odległość kątowa punktu od południka zerowego, mierzona wzdłuż równoleżnika. Wynosi od 0° do 180°: na wschód od południka zerowego to długość wschodnia (E), a na zachód - długość zachodnia (W). Odczytujemy ją z południka, na którym leży punkt. Współrzędne geograficzne zapisujemy w kolejności: najpierw szerokość, potem długość, np. Warszawa leży na około 52°N, 21°E.

25.Rozciągłość południkowa i rozciągłość równoleżnikowa

Rozciągłość południkowa to różnica szerokości geograficznej między skrajnym północnym a skrajnym południowym punktem obszaru. Rozciągłość równoleżnikowa to różnica długości geograficznej między skrajnym zachodnim a skrajnym wschodnim punktem. Gdy oba punkty leżą na tej samej półkuli, wartości odejmujemy, a gdy na różnych - dodajemy. Przykład: Polska leży od 49°00'N do 54°50'N, więc jej rozciągłość południkowa wynosi 5°50', a od 14°07'E do 24°09'E, więc równoleżnikowa wynosi 10°02'.

26.Ruch obrotowy Ziemi i jego następstwa

Ruch obrotowy to obrót Ziemi wokół własnej osi z zachodu na wschód; patrząc znad bieguna północnego - przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Jeden obrót trwa około 24 godzin, czyli dobę. Następstwa ruchu obrotowego: następowanie po sobie dnia i nocy, pozorna wędrówka Słońca po niebie ze wschodu na zachód, różnica czasu słonecznego między miejscami położonymi na różnych południkach oraz spłaszczenie Ziemi na biegunach.

27.Pozorna wędrówka Słońca i górowanie Słońca

Słońce wydaje się wędrować po niebie, choć w rzeczywistości obraca się Ziemia. W Polsce Słońce wschodzi po wschodniej stronie nieba, w południe słoneczne góruje nad południową stroną nieba, a zachodzi po stronie zachodniej. Górowanie to najwyższe położenie Słońca nad horyzontem w ciągu dnia; cień jest wtedy najkrótszy i wskazuje północ. Wysokość Słońca to kąt między kierunkiem na Słońce a horyzontem; w Polsce w południe jest największa w czerwcu, a najmniejsza w grudniu.

28.Czas słoneczny (miejscowy)

Czas słoneczny to czas wyznaczony przez położenie Słońca nad danym południkiem: godzina 12.00 przypada w chwili górowania Słońca. Wszystkie miejsca na tym samym południku mają ten sam czas słoneczny. Ziemia obraca się o 360° w 24 h, więc $360^\circ : 24 = 15^\circ$ długości to 1 h, a 1° to 4 min. Na wschód czas jest późniejszy, na zachód - wcześniejszy. Przykład: gdy w Greenwich (0°) jest 12.00, na południku 30°E jest $30 \cdot 4~\mathrm{min} = 120~\mathrm{min}$ później, czyli 14.00.

29.Czas strefowy i strefy czasowe

Ziemię podzielono na 24 strefy czasowe, każda o szerokości około 15° długości geograficznej. W całej strefie obowiązuje czas strefowy, czyli czas słoneczny jej południka środkowego (0°, 15°E, 30°E itd.); sąsiednie strefy różnią się o 1 godzinę. Granice stref często biegną wzdłuż granic państw. Polska leży w strefie czasu środkowoeuropejskiego, wyznaczonego przez południk 15°E, który przecina zachodnią część kraju, m.in. okolice Zgorzelca; ten czas jest o 1 h późniejszy od czasu w Greenwich.

30.Granica zmiany daty i czas urzędowy w Polsce

Granica zmiany daty to umowna linia biegnąca w przybliżeniu wzdłuż południka 180°, omijająca lądy i wyspy. Przekraczając ją z zachodu na wschód, cofamy datę o jedną dobę, a ze wschodu na zachód - dodajemy dobę. Czas urzędowy w Polsce: zimą obowiązuje czas środkowoeuropejski (południk 15°E), a od ostatniej niedzieli marca do ostatniej niedzieli października - czas letni, równy czasowi wschodnioeuropejskiemu (południk 30°E), czyli o 1 h późniejszy.

31.Ruch obiegowy Ziemi

Ruch obiegowy to obieg Ziemi wokół Słońca po orbicie w kształcie elipsy, z zachodu na wschód (patrząc znad bieguna północnego - przeciwnie do ruchu wskazówek zegara), z prędkością około 30 km/s. Jeden obieg trwa około 365 dni i 6 godzin, czyli rok. Kalendarz liczy zwykle 365 dni, dlatego co 4 lata dodaje się 29 lutego (rok przestępny ma 366 dni); wyjątkiem są niektóre lata kończące się na 00, np. 1900 i 2100 nie są przestępne. Najbliżej Słońca Ziemia jest na początku stycznia (peryhelium), a najdalej na początku lipca (aphelium).

32.Nachylenie osi ziemskiej

Oś ziemska jest nachylona do płaszczyzny orbity pod kątem 66°33', czyli odchylona od prostopadłej do orbity o 23°27'. Podczas ruchu obiegowego oś zachowuje stały kierunek w przestrzeni - jej północny koniec wskazuje w pobliże Gwiazdy Polarnej. Dlatego przez część roku silniej oświetlona jest półkula północna, a przez część - półkula południowa. Gdyby oś nie była nachylona, nie byłoby pór roku ani dni i nocy polarnych.

33.Następstwa ruchu obiegowego Ziemi

Ruch obiegowy połączony z nachyleniem osi ziemskiej i jej stałym kierunkiem w przestrzeni powoduje: zmiany wysokości górowania Słońca w ciągu roku, zmiany długości dnia i nocy (poza równikiem, gdzie przez cały rok trwają one po około 12 godzin), astronomiczne pory roku, dni i noce polarne za kołami podbiegunowymi oraz podział Ziemi na strefy oświetlenia. Różnice w oświetleniu są przyczyną strefowego zróżnicowania klimatu.

34.Astronomiczne pory roku

Astronomiczne pory roku wyznaczają daty równonocy i przesileń. Na półkuli północnej wiosna zaczyna się około 21 marca, lato około 22 czerwca, jesień około 23 września, a zima około 22 grudnia. Na półkuli południowej w tych samych dniach zaczynają się pory przeciwne, np. 22 czerwca - zima. Daty mogą się przesuwać o dzień lub dwa, bo rok nie trwa pełnej liczby dób.

35.Równonoc wiosenna i równonoc jesienna

Równonoc wiosenna (około 21 marca) i równonoc jesienna (około 23 września) to dni, w których Słońce w południe góruje w zenicie nad równikiem. Granica dnia i nocy przechodzi wtedy przez oba bieguny, więc na całej Ziemi dzień i noc trwają po około 12 godzin. W marcu na biegunie północnym zaczyna się dzień polarny, a na południowym - noc polarna; we wrześniu odwrotnie. Wysokość górowania Słońca w dniu równonocy: $h = 90^\circ - \varphi$.

36.Przesilenie letnie (około 22 czerwca)

Około 22 czerwca Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Raka. Na półkuli północnej jest wtedy najdłuższy dzień i najkrótsza noc w roku (w Polsce dzień trwa około 16-17 godzin). Na północ od zwrotnika Raka Słońce góruje wtedy najwyżej w roku. Na północ od koła podbiegunowego północnego trwa dzień polarny, a na południe od koła podbiegunowego południowego - noc polarna. Na równiku dzień i noc trwają po 12 godzin. Na półkuli południowej zaczyna się zima.

37.Przesilenie zimowe (około 22 grudnia)

Około 22 grudnia Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Koziorożca. Na półkuli północnej jest wtedy najkrótszy dzień i najdłuższa noc w roku (w Polsce dzień trwa około 7-8 godzin), a Słońce góruje najniżej. Na północ od koła podbiegunowego północnego panuje noc polarna, a na południe od koła podbiegunowego południowego - dzień polarny. Na równiku dzień i noc nadal trwają po 12 godzin. Na półkuli południowej zaczyna się lato.

38.Dzień polarny i noc polarna

Dzień polarny to okres, w którym Słońce przez całą dobę nie zachodzi pod horyzont, a noc polarna - okres, w którym Słońce w ogóle nie wschodzi. Występują między kołami podbiegunowymi a biegunami. Na kole podbiegunowym trwają około jednej doby (w dniu przesilenia), a im bliżej bieguna, tym dłużej - na biegunie około pół roku; na biegunie północnym dzień polarny trwa od około 21 marca do około 23 września.

39.Strefy oświetlenia Ziemi

Zwrotniki i koła podbiegunowe dzielą Ziemię na pięć stref oświetlenia. Strefa międzyzwrotnikowa: Słońce może górować w zenicie (między zwrotnikami dwa razy w roku), długość dnia mało się zmienia - dociera tu najwięcej energii słonecznej. Dwie strefy umiarkowane (między zwrotnikiem a kołem podbiegunowym): Słońce nigdy nie jest w zenicie, wyraźne pory roku. Dwie strefy podbiegunowe: Słońce nisko nad horyzontem, dni i noce polarne. Strefom oświetlenia odpowiada strefowy układ klimatów.

40.Wysokość górowania Słońca a szerokość geograficzna

Dla miejsca o szerokości $\varphi$ na półkuli północnej, między zwrotnikiem Raka a kołem podbiegunowym: w dniu równonocy $h = 90^\circ - \varphi$, w dniu przesilenia letniego $h = 90^\circ - \varphi + 23^\circ 27'$, a zimowego $h = 90^\circ - \varphi - 23^\circ 27'$. Dla $\varphi = 52^\circ$ wysokość wynosi kolejno $38^\circ$, $61^\circ 27'$ i $14^\circ 33'$. Szerokość z wysokości Słońca w dniu równonocy: $\varphi = 90^\circ - h$, np. $h = 40^\circ$ daje $\varphi = 50^\circ$.