Obliczanie czasu słonecznego – prosty sposób

Zadania z czasu słonecznego po prostu trzeba zrozumieć, gdyż powtarzają się nieustannie od czasów podstawówki, aż do matury. W poniższym artykule przedstawiamy, jak krok po kroku obliczyć czas słoneczny w niemal każdym możliwym zadaniu z geografii. Jeśli dobrze zrozumiesz je wszystkie, to ani sprawdzian, ani matura nie będą ci straszne!

Spis treści:

1. Co to jest czas słoneczny?
   • Dlaczego 1º długości geograficznej to akurat 4 minuty?
   • Czas słoneczny i strefowy – jaka jest różnica?
2. Jak obliczyć czas słoneczny?
3. Czas słoneczny – obliczanie zadań w teorii
4. Obliczanie czasu słonecznego – zadania krok po kroku
5. Obliczanie różnicy czasu słonecznego – zadania z samolotem

Co to jest czas słoneczny?

Czas słoneczny (czas miejscowy) to czas, który określany jest na podstawie kąta padania promieni słonecznym na danym południku. W każdej miejscowości na danym południku jest ta sama godzina.

Czas słoneczny powiązany jest z ruchem obrotowym Ziemi. Ziemia obraca się w ciągu doby wokół własnej osi (o 360 stopni) z zachodu na wschód.

O tym pamiętaj: Ziemia obraca się z zachodu na wschód. Jeżeli obliczamy różnicę czasu pomiędzy dwoma miejscowościami (A i B), to:

• w miejscowości B położonej na wschód od miejscowości A będzie późniejsza godzina czasu słonecznego.
• w miejscowości B położonej na zachód od miejscowości A będzie wcześniejsza godzina czasu słonecznego.

W dużym uproszczeniu:

• Na wschód dodajemy czas.
• Na zachód odejmujemy.

Od momentu górowania Słońca na danym południku do kolejnego górowania mijają 24 godziny, a okres ten to tzw. dobra słoneczna. Ze względu na to, że doba ma 24 godziny, to przyjęło się, że co 1º długości geograficznej czas miejscowy zmienia się o 4 minuty.

Dlaczego 1º długości geograficznej to akurat 4 minuty?

To dość łatwe do wytłumaczenia. Jeśli doba słoneczna – okres czasu, który mija od jednego górowania do kolejnego – wynosi 24 godziny, a ruch obrotowy Ziemi zachodzi wokół własnej osi, czyli o 360 stopni, to znaczy, że w ciągu 1 doby słonecznej Ziemia obraca się o 360º.

Jeśli nie lubisz wyprowadzać wzorów, to możesz zapamiętać poniższą tabelę! Znacząco ułatwi Ci zadania z czasu słonecznego.

Czas słoneczny i strefowy – jaka jest różnica?

Czas strefowy powiązany jest z przyjętym podziałem kuli ziemskiej na 24 strefy czasowe. Dla uproszczenia obliczania czasu słonecznego Ziemia została podzielona na 24 strefy czasowe, z których każda ma 15º długości geograficznej. Południk 0º wyznacza środek strefy czasu uniwersalnego.

Czas słoneczny obliczany jest na podstawie górowania Słońca nad danym południkiem. Nie jest on ustalany umownie.

Jak obliczyć czas słoneczny?

Do obliczenia czasu słonecznego należy użyć długości geograficznych.

Znając długość geograficzną, możesz obliczyć różnicę czasu słonecznego. Wystarczy, że obliczysz, jaka dzieli miasta odległość kątowa (różnica obu długości geograficznych), a następnie pomnożysz stopnie i minuty przez odpowiednie wartości z tabeli.

Czas słoneczny – obliczanie zadań w teorii

Zakładając, że mamy dane czasowe miejscowości A, to zadania z obliczania czasu słonecznego można podzielić na trzy typy:

1. obie miejscowości leżą po tej samej stronie południka 0º i miejscowość B leży na wschód od miejscowości A,
2. obie miejscowości leżą po tej samej stronie południka 0º i miejscowość B leży na zachód od miejscowości A
3. miejscowości leżą po przeciwnych stronach południka 0º

Jeśli chcesz szybko zapamiętać, jak obliczyć czas słoneczny, to możesz zrobić sobie małą ściągę, jak należy wykonywać obliczenia w tych trzech sytuacjach:

Typ 1: Miejscowość B leży na wschód od A i po tej samej stronie półkuli.

Typ 2: Miejscowość B leży na zachód od A i po tej samej stronie półkuli.

Typ 3: Miejscowość B leży na zachód od A i po drugiej stronie półkuli.

Obliczanie czasu słonecznego – zadania krok po kroku

Zadanie 1:

Oblicz, jaka jest godzina w Kijowie, jeśli w Berlinie jest 10:20.

• Berlin (52ºN, 13ºE)
• Kijów (50ºN, 30ºE)

Rozwiązanie:

Najpierw ustalamy długość geograficzną Kijowa i Berlina.

• Długość geograficzna Kijowa to 31ºE.
• Ustalamy długość geograficzną Berlina to 13ºE.

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Następnie obliczamy różnicę długości geograficznej:

31-13=18º

Obliczamy różnicę czasu słonecznego:

18º x 4 minuty = 72 minuty, czyli 1 godzina i 12 minut.

Kijów leży na wschód od Berlina, więc dodajemy różnicę czasu słonecznego.

10:20 + 1 h 12 min = 11:32

Odpowiedź:

Gdy w Berlinie jest 10:20, to w Kijowie jest 11:32.

Zadanie 2:

Oblicz, jaka jest godzina w Londynie, jeśli w Warszawie jest 19:40.

• Warszawa (52ºN, 21ºE)
• Londyn (51ºN, 0ºW)

Rozwiązanie:

Najpierw ustalamy długość geograficzną Warszawy i długość geograficzną Londynu:

• Długość geograficzna Warszawy to 21ºE
• Długość geograficzna Londynu to 0ºW

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Następnie obliczamy różnicę długości geograficznej:

21ºE - 0ºW = 21º

Obliczamy różnicę czasu słonecznego:

21º x 4 minuty = 84 minuty, czyli 1 godzina i 24 minuty.

Londyn leży na zachód od Warszawy, dlatego odejmujemy różnicę czasu słonecznego.

19:40 - 1 h 24 min = 18:16

Odpowiedź:

Gdy w Warszawie jest 19:40, to w Londynie jest 18:16.

Zadanie 3:

Oblicz, jaka jest godzina w Chicago, jeśli w Krakowie jest 22:10.

• Chicago (42ºN, 87ºW)
• Kraków (51ºN, 20ºE)

Najpierw ustalamy długość geograficzną Krakowa i długość geograficzną Chicago:

• Długość geograficzna Krakowa wynosi 20ºE.
• Ustalamy długość geograficzną Chicago: 87ºW.

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Następnie obliczamy różnicę długości geograficznej:

Ze względu na to, że stolice znajdują się po przeciwnych półkulach, to dodajemy obie wartości.

20º+87º=107º

Obliczamy różnicę czasu słonecznego:

107º x 4 minuty = 428 minut, czyli 7 godzin i 8 minut.

Chicago leży na zachód od Krakowa, dlatego odejmujemy różnicę czasu słonecznego.

22:10 - 7 h 8 min = 15:02

Odpowiedź:

Gdy w Krakowie jest 22:10, to w Londynie jest 15:02.

Zadanie 4:

Oblicz, jaka jest godzina w Moskwie, jeśli w San Francisco jest 10:20.

• Moskwa (55ºN, 37ºE)
• San Francisco (37ºN, 122ºW)

Najpierw ustalamy długość geograficzną Moskwy i długość geograficzną San Francisco.

• Długość geograficzna Moskwy to 37ºE.
• Długość geograficzna San Francisco 122ºW.

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Następnie obliczamy różnicę długości geograficznej:

Ze względu na to, że stolice znajdują się po przeciwnych półkulach, to dodajemy obie wartości.

122+37=159º

Obliczamy różnicę czasu słonecznego:

159º x 4 minuty = 636 minut, czyli 10 godzin i 36 minut.

Moskwa leży na wschód od San Francisco, dlatego dodajemy różnicę czasu słonecznego.

10:20 + 10 h 36 minut = 20:56

Odpowiedź:

Gdy w San Francisco jest 10:20, to w Moskwie jest 20:56 czasu miejscowego.

Zadanie 5:

Oblicz, jaka jest długość geograficzna miejscowości B, w której jest 16:20. Jeśli wiadomo, że w tym samym momencie w Wiedniu jest 14:00.

Rozwiązanie:

Ustalamy długość geograficzną Wiednia:

• Wiedeń (48°N, 16°E)

Ze względu na to, że w miejscowości B jest późniejsza godzina, to możemy stwierdzić, że miejscowość B znajduje się na wschód od Wiednia (bo dodajemy czas).

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Różnica czasu słonecznego pomiędzy Wiedniem a miejscowością B wynosi 2 h 20 minut, czyli 140 minut.

Wiemy, że:

1° = 4 minuty, więc:

x = 140 minut x=140/4= 35°

Różnica czasu pomiędzy Wiedniem a miejscowością B wynosi 35°.

Ze względu na to, że miejscowość B znajduje się na wschód, to dodajemy 35° do długości geograficznej Wiednia.

Długość geograficzna miejscowości B = 16°E+35°=51°E

Odpowiedź:

Długość geograficzna miejscowości B wynosi 51°E

Zadanie 6:

Oblicz, jaka jest długość geograficzna miejscowości x, jeśli wiadomo, że aktualnie jest tam 15:00, a w tym samym momencie w Sztokholmie jest 16:00.

Ustalamy długość geograficzną Sztokholmu:

Sztokholm (59°N, 18°E)

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Różnica czasu słonecznego pomiędzy Sztokholmem a miejscowością x wynosi 1h, czyli 60 minut.

Wiemy, że:

1° = 4 minuty, więc:

x = 60 minut x=60/4= 15°

Różnica czasu pomiędzy Sztokholmem a miejscowością x wynosi 35°.

Ze względu na to, że miejscowość x znajduje się na zachód, to odejmujemy 15° do długości geograficznej Sztokholmu.

Długość geograficzna miejscowości x = 18°E-15°=3°E

Odpowiedź:

Długość geograficzna miejscowości x wynosi 3°E.

Obliczanie różnicy czasu słonecznego – zadania z samolotem

Największe problemy na maturze z geografii sprawiają uczniom zadania, w których mają obliczyć czas przelotu samolotu do danej miejscowości. W takim przypadku należy obliczyć nie tylko różnicę czasu, lecz również uwzględnić czas przelotu samolotu. Jednak „nie taki wilk straszny, jakim go malują". Zaraz przekonasz się, że i takie zadania są proste, jeśli dobrze rozumiesz, jak obliczać czas słoneczny.

Zadanie 1:

Samolot wystartował z Warszawy (52ºN, 21ºE) o godzinie 5:00. Po 4 godzinach lotu wylądował w Moskwie. Jaka była godzina w Moskwie (55ºN, 37ºE) momencie lądowania samolotu?

Rozwiązanie:

Ustalamy długość geograficzną Warszawy i Moskwy

• Warszawa 21ºE
• Moskwa 37ºE

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Obliczamy różnicę długości:

37ºE-21ºE=16º

Przeliczamy różnicę długości geograficznych na różnicę czasu słonecznego:

16*4 minuty= 64 minuty = 1 godzina i 4 minuty

Obliczamy, jaka była godzina czasu słonecznego w Moskwie, gdy samolot startował z Warszawy:

5:00+ 1h 4 minuty= 6:04

Dodajemy czas przelotu samolotu, czyli 4 godziny:

6:04+4=10:04

Odpowiedź:

W momencie lądowania w Moskwie była godzina 10:04.

Zadanie 2:

Z miejscowości B samolot wystartował o godzinie 10:00. Na lotnisku w Berlinie (53 N, 13° E) wylądował o 12:00. Oblicz długość geograficzną miejscowości B, jeśli wiadomo, że lot trwał 3 godziny.

Rozwiązanie:

Współrzędne geograficzne miejscowości B (y,x)

Współrzędne geograficzne Berlina (53 N, 13° E)

Ustalamy, która godzina czasu słonecznego byłaby w miejscowości B po 3 godzinach.

10:00 -> 13:00

Wnioski: Gdy w Berlinie była 12:00, to w miejscowości B była 13:00, więc Berlin leży na zachód od miejscowości B, bo odejmujemy czas.

Wykonujemy rysunek pomocniczy:

Różnica czasu słonecznego pomiędzy dwoma miejscowościami wynosi 1 godzinę, czyli 60 minut.

Wiemy, że:

1° = 4 minuty, więc:

60 minut÷4=15°

Różnica długości geograficznych wynosi 15°.

Dodajemy różnicę długości do długości geograficznej Berlina:

13°E+15°=28°E

Odpowiedź:

Miejscowość B znajduje się na 28 stopniu długości geograficznej wschodniej.