Подробнее

Солнечные ориентиры

Образовательное учреждение
ГБОУ гимназия №528
ФИО автора работы
Шин Ангелина
Краткая аннотация работы
Солнечные часы, ориентирование по солнцу
ФИО научного руководителя (руководителей) работы
Вордомаева Светлана Владимировна
Работа выполнена учащимся
средняя школа
Текст

На протяжении длительного времени многочисленные  экспедиции, стремясь преодолевать трудности:  достичь Северного и Южного полюсов, завоевать вершины высочайших гор, окунутся в глубины морей  и преодолеть в одиночку просторы Мирового океана на простейших средствах передвижения без современных средств ориентирования, опускаться в кратеры вулканов и штурмовать космическое пространство, подчас оказывались в экстремальных ситуациях.  Каждый из нас, даже гуляя в лесу,  может заблудиться,  отправившись в поход  потерять карту, разбить компас, часы, оказаться в одиночестве, отстав от группы. Поэтому каждый человек  должен знать и уметь  как правильно себя вести в  условиях автономного существования: ориентироваться на местности, строить убежища, добывать воду и пищу, оказывать первую помощь и т.д.

      Решил ли человек остаться на месте или отправиться   в путь в поисках выхода, он должен в первую очередь  сориентироваться, определить своё местонахождение в пространстве и во времени.

     Этому вопросу и посвящена данная работа.

Человечество знает много способов ориентирования на местности по приборам, по местным признакам.   Что же такое ориентирование?  Ориентирование - это определение своего местоположения относительно сторон горизонта на местности , определение времени суток, географических координат .

    Основным и всем знакомым прибором  определения сторон горизонта является компас. « Компас – прибор, указывающий направление магнитного меридиана. Служит для определения сторон горизонта и измерения на местности магнитного азимута.    По компасу несложно определить стороны горизонта, а если его в силу обстоятельств его нет. Очень часто,  отправляясь в лес за грибами или на прогулку, в поход,  мы надеемся на свои знания местности. Но деревья, пригорки, холмы, прервавшаяся тропинка, болото, которое нужно обойти сбивают нас с пути. Наши крики не слышны, карты нет, компаса нет. Что делать? 

    Можно ориентироваться по муравейникам. Они располагаются с южной стороны деревьев, пней, кустов; их южная сторона более пологая, чем северная. По  хвойным деревьям, их  смола накапливается с южной стороны. Ягоды и фрукты в период созревания приобретают зрелую окраску с южной стороны.  Ветви дерева, как правило, более развиты, гуще и длиннее с южной стороны. Трава растет гуще с южной стороны. Просеки в больших лесных массивах, как правило, прорубают строго по линии -юг, запад-восток.  На склонах, обращенных к югу, весной снег тает быстрее, чем на склонах, обращенных к северу;

     Даже в этих ориентирах прямо или косвенно присутствует солнце, солнечная сторона, заход  или восход солнца. В ясный день можно определить по Солнцу стороны горизонта. В полдень спиной можно встать  к Солнцу. Тень, отброшенная телом, словно стрелка, укажет на север. При этом запад будет по левую руку, а восток по правую. Это в северном полушарии.   А в южном всё наоборот: тень ляжет на юг, а запад и восток окажутся соответственно справа и слева.

      Определить направление можно используя ручные часы.

    Если положить часы на горизонтальную поверхность и поворачивать их до тех пор, пока часовая стрелка не будет направлена в сторону Солнца. Затем через центр циферблата на цифру 1 (13 часов) мысленно провести прямую линию, то биссектриса угла, образованного ею и часовой стрелкой, пройдёт с севера на юг. При этом до 12 часов дня юг будет находится с права от Солнца, после 12 часов – слева.

А как можно определить время?   Время  суток  в походе, на прогулке, в экспедиции при отсутствии часов  можно определять несколькими способами: по компасу и используя простейшее приспособление,  гномон.  

      Время по Солнцу и компасу определяется следующим приёмом. Измеряем азимут на Солнце, допустим, что он равен 90°. Азимут определяется направлением на Север и на предмет.  Солнце на востоке—90: 15 =6; 6+1 (декретное время) =7; время — 7 часов.
15градусов — двадцать четвертая часть окружности — величина поворота Земли или кажущегося смещения Солнца за 1 час.

     Первыми примитивными часами в древности был вертикально установленный шест (гномон) длинной1 – 1,5 м и нескольких колышек. Шест втыкают  в землю строго вертикально (это можно проверить простейшим отвесом), а затем по мере приближения солнца к зениту, отмечают колышками край тени, отбрасываемой шестом. Тень, перемещаясь, постепенно укорачивается, и  тот момент, когда она стала самой короткой , и есть местный полдень, т.е. прохождение солнца через данный меридиан.  Когда Солнце находится точно на юге, любой стоящий предмет отбрасывает самую короткую тень, что соответствует местному полдню, т. е. 12 часам дня. По длине и направлению этой тени и определяли время дня.

Позже появились солнечные часы, представляющие собой наклонный стержень, установленный на горизонтальной плоскости, разграфленной линиями в виде циферблата. Тень от стержня была часовой стрелкой.  Практически гномонами, т. е. указателями тени, могут быть очень многие предметы. Солнечные часы дают возможность ориентироваться только в дневное время,  и в их основе лежит проведенная в полдень по направлению самой короткой тени с юга на север так называемая полуденная линия.

Оказавшись в походе, на прогулке  без карт и  ориентиров можно с помощью данных о продолжительности светового дня, умении работать с таблицами уравнения времени и номограмм можно определить  географическую долготу и широту.

Определение географической долготы.

     В основе одного такого способа вычисления географической долготы лежит определение разницы во времени между наступлением местного полудня и показаниями часов в этот момент времени (если они поставлены по астрономическому времени места откуда вы выдвинулись)

    Местный полдень можно определить уже знакомым нам  способом, с помощью гномона.

     При переводе часов в градусы исходят из того, что 1 час соответствует 15 градусам , минута - 1 градусу 4 минутам , секунда-1 минуте долготы.   Следует  учесть, что угловая скорость движения солнца меняется в зависимости от времени года, и поэтому необходимо взять поправку из таблицы  уравнения времени.  В зависимости от знака, стоящего перед поправкой, её либо вычитают, либо прибавляют.   Если часы поставлены по - восточному стандартному времени, то его следует перевести сначала в гринвичское. Затем, добавив (или отняв) поправку, полученный результат переводят в градусы.

     Например. Для западного полушария. 12 марта местный полдень наступил, когда часы показывали 14 часов 02 минуты, что по Гринвичу с учётом поясной поправки (5 часов) и поправки уравнения времени (-10 мин.) будет соответствовать 18 часам 52 минутам

Искомая разница (18 ч.52мин. -12ч.) равна 6 часам 52 минутам, при переводе в градусы соответствует 103 градусам долготы.

 Причём долготы западной, так как  местный полдень наступит позже гринвичского. Погрешность может быть 2-3 градуса.

    Например.  Для восточного полушария.   Нижний Новгород.

Продолжительность светового дня 30 марта 2016 года 13 часов 01 минута.

Местный полдень соответствует 13 часам 08 минутам. По гринвичскому времени 9 часов 08 минут.

12 ч.08 мин. – 6 минут = 12ч. 02мин.

12ч.02мин. – 9ч.08мин. = 2ч. 54мин. = 43 градуса в.д.
Если в момент местного полудня время по Гринвичу будет меньше 12 часов, то у вас восточная долгота, если больше 12 часов дня, то западная.

Определение географической широты.

Географическую широту места (между 60гр. северной широты и 60гр. южной широты) рассчитывают с точностью в полградуса (50км) по продолжительности дня, т.е. времени от появления солнечного диска над линией горизонта до момента полного его исчезновения. Лишь дважды в году, с 11 по 31 марта и с 13 сентября по 2 октября , когда продолжительность дня на всех  широтах примерно равна, этот метод будет непригодным. Определив продолжительность дня  по номограмме нетрудно установить широту своего местонахождения. Номограмма должна лежать на совершенно ровной поверхности.

Для северных широт.  Для определения северных широт необходимо: замерить долготу дня с момента появления вершины солнечного диска над горизонтом при восходе до момента его полного исчезновения за горизонтом при заходе. Найти по левой шкале с  помощью линейки или натянутой нити. В точке пересечения линейки или нити с горизонтальной шкалой широт находится искомая  широта.

Например. Нижний Новгород. 30 марта 2016год. Световой день 13ч.01 мин. Широта по номограмме 56 градусов с.ш.

Для южных широт следует прибавить 6 месяцев к соответствующей дате и по той же схеме определить широту.

Например. 11 мая  замеренная долгота дня 10 часов 04 минуты. Прибавить 6 месяцев, получим 16 часов 04 минуты. Получим 41 градус 30 минут ю.ш.

      Главный закон  выживания  для человека – он должен сохранить здоровье и жизнь в самых неожиданных местах и в любых ситуациях, и сможет он это сделать, если сумеет использовать в своих интересах всё, что даёт окружающая природа.

  Человек должен овладеть определёнными теоретическими и практическими знаниями.  Отправляясь в дальнее путешествие или на прогулку в лес, в поле, каждый из нас должен иметь представление о природных условиях района, уметь читать карту, научиться ориентироваться на местности по небесным светилам и другим природным явлениям и объектам.

     Разнообразная информация, полученная в процессе обучения, может помочь  всем нам в борьбе с трудностями, возникшими по тем или иным причинам. Для неподготовленного человека окружающая среда кажется источником опасности.  Но когда путешественник начинает принимать решения о дальнейших  своих действиях, вспоминает те навыки и знания, которые он получил в школе на занятиях или читая книги о путешествиях , то это может привести в положительному результату.

 Литература

Волович В.Г. «Человек в экстремальных условиях природы» Издательство «Мысль» 1983, с. 223
Зубанова С.Г. «Занимательная география на уроках и внеклассных мероприятиях» 6-8 классы М.Глобус ,2009, с. 173
Мельчуков А.Е. «В мире ориентиров» М.  «Недра», 1974, с. 320
Рянжин С.В. «Экологический букварь» С-Пб., Печатный Двор ,1994, с. 108
Соловьёв А.И. и Карпов Г.В. «Словарь – справочник по физической географии», М.Просвещение, 1983, с. 224
http://www.natuerlich.ru/news/html/228.