Услышав в викторине по радио словосочетание «пояса освещённости», прислушалась к речи ведущего, поскольку не помнила никаких других поясов, кроме часовых и климатических. Ничего расслышать не удалось, поэтому с целью избавиться от ощущения невежества, придя домой, углубилась в неизвестную мне тему.

Понятие «пояс освещённости»

Под этим определением подразумеваются участки поверхности Земли, которые отличаются степенью освещённости и ограничены полярными кругами да тропиками. Условия освещённости различные из-за наклона земной оси, шарообразной формы планеты и вращения её вокруг Солнца.

Солнечные лучи сплошной стеной доходят до поверхности Земли, но, по причине кривизны её стороны, приземляются под разным углом. Конечно же, участку, где угол их падения перпендикулярный или близок к таковому, присуще самое сильное освещение. Соответственно, где солнечные лучи всего-навсего скользят по планете, не так много света.

Наклон оси определяет световой режим - продолжительность ночи и дня.

В поясах освещённости наблюдаются разные наборы таких свойств как:

Число поясов освещённости на планете

В каждом полушарии одинаковый комплект поясов: тропический (зажат с двух сторон тропиками), умеренный (занимает зону от тропиков до полярных кругов) и полярный (Заполярье). В целом, на планете 5 поясов освещённости.

Самый малоизменчивый - тропический. Ему свойственна незначительная разница продолжительности светового дня. На этом участке Солнце пребывает в зените два раза в год на каждой широте, кроме тропиков, где это случается только один раз.

Наиболее нам родной умеренный пояс, которому характерна ощутимая разница в высоте Солнца в зависимости от сезона, поэтому происходит колебание продолжительности дня на протяжении года.

Полярный, я бы сказала, самый затянутый пояс, то есть смена тёмного и светлого времени суток происходит медленно. В этой зоне чередуются полярные ночи с полярными днями, длительность которых зависит от широты.

От экватора к полюсам уменьшается, что является результатом шарообразности планеты. Высота полуденного Солнца вблизи экватора и на экваторе будет самая большая, а на Полюсах планеты – самая маленькая. Это приводит к тому, что каждая единица площади солнечного тепла и света получает все меньше.

Замечание 1

В результате такого неравномерного распределения солнечного тепла и света поверхность Земли разделили на пять поясов освещенности, границами которых являются тропики и полярные круги:

1. Жаркий пояс освещенности;
2. Два умеренных пояса освещенности;
3. Два холодных пояса освещенности.

Причиной образования этих поясов является наклон оси вращения планеты к плоскости орбиты, а также движение Земли вокруг Солнца.

Определение 1

Пояс освещенности – это часть поверхности Земли, ограниченная тропиками и полярными кругами со своими условиями освещенности. Освещенность – это поток солнечного света, падающий на единицу поверхности.

Пояса отличаются друг от друга высотой полуденного Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и тепловыми условиями. По одному разу в год ($22$ июня и $22$ декабря) на Северном и Южном тропике солнечные лучи падают отвесно. Полярный день и полярная ночь тоже бывают по одному разу в год ($22$ декабря и $22$ июня), что характерно для Северного и Южного полярного круга. Пояса освещенности характеризуются разной температурой воздуха и разными природными условиями.

Жаркий пояс освещенности

Этот пояс занимает $2/5$ или около $40\%$ поверхности Земли и расположен между Северным и Южным тропиками. Солнце в этом поясе всегда высоко стоит над горизонтом, поэтому поверхность очень хорошо прогревается. Разницы между летними и зимними температурами нет, термические сезоны отсутствуют. Среднегодовая температура воздуха составляет $+25$ градусов. Продолжительность светового дня и продолжительность ночи примерно совпадают и составляют по $12$ часов. Сумерки отсутствуют. Солнце дважды в год бывает в зените – на Северном и Южном тропике. Границы жаркого пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Территория этого пояса получила название «жаркого», потому что получает самое большое количество тепла в течение всего года.

Умеренные пояса освещенности

На Земле этих поясов освещенности два – один в Северном полушарии, второй – в Южном полушарии. Оба они примыкают к жаркому поясу и расположены между полярными кругами и тропиками. В отличие от жаркого пояса освещенности солнечные лучи здесь падают на поверхность Земли уже под некоторым наклоном. К северу этот наклон будет увеличиваться, а это значит, что поверхность Земли нагревается меньше, и температуры будут ниже. В умеренных поясах освещенности Солнце никогда не бывает в зените. Времена года здесь четко выражены. С приближением к Полярному кругу зима становится длинной и холодной, с приближением к тропику теплее и продолжительнее становится лето. Со стороны полюсов умеренные пояса освещенности ограничивает изотерма $+10$ градусов. Это граница распространения лесов. На умеренные пояса освещенности приходится более половины поверхности земного шара. В летний период вблизи полярных кругов наблюдается такое явление, как белые ночи, которые можно наблюдать в северных городах, расположенных на широте Санкт-Петербурга. Летом продолжительность дня, зависящая от географической широты, намного больше по сравнению с продолжительностью ночи. В зимний период продолжительность ночи увеличивается.

Холодные пояса освещенности

Один холодный пояс освещенности расположен в Северном полушарии, второй – в Южном полушарии. Занимают они всего $8\%$ территории и находятся внутри полярных кругов. Условия распределения солнечного тепла и света в этих поясах освещения наиболее интересны. Солнце в зимний период вообще не показывается из-за горизонта, наступает полярная ночь. В летний период Солнце не успевает спрятаться за горизонт, поэтому наблюдается полярный день. К полюсам продолжительность полярных дней и ночей увеличивается и достигает шести месяцев. Зимы холодные и суровые, а лето прохладное и короткое. Даже летом угол падения солнечных лучей очень маленький, поэтому поверхность нагревается слабо. Во время полярной ночи приток тепла совсем отсутствует и происходит сильное выхолаживание. Северный и Южный полюсы являются царствами вечного льда.

Определение 2

Полярный день – это период, в течение которого Солнце в высоких широтах не опускается за горизонт круглые сутки.

Ближе к полюсу продолжительность полярного дня увеличивается и достигает $189$ суток на Северном полюсе, на Южном полюсе из-за неодинаковой скорости движения Земли продолжительность несколько меньше. На параллели $68$ градусов – это полярный круг – день длится около $40$ суток.

Определение 3

Полярная ночь – это период, в течение которого Солнце в высоких широтах не поднимается над горизонтом.

Это явление противоположно полярному дню и тоже наблюдается и в Северном и в Южном полушарии. Полярная ночь фактически всегда короче полярного дня. Деление планеты на такие крупные пояса освещенности не удовлетворяет практических потребностей. Определить высоту Солнца и продолжительность светового дня достаточно просто. Рассмотрим это на примере.

Пример 1

В Санкт-Петербурге, например, широта которого $60$ градусов в полдень $21$ марта и $23$ сентября, Солнце будет находиться на высоте $90-60=30$ градусов. Когда Солнце находится на тропике, его высота в полдень будет увеличиваться на $23$ градуса $27$ минут. Тогда продолжительность дня в Санкт-Петербурге $21$ июня будет составлять $90-60+23,27=53$ градуса $27$ минут, что составляет $18,5$ часов. В зимний период Солнце перемещается в Южное полушарие, высота его, естественно, уменьшается и достигает минимальной своей отметки в дни солнцестояний. В этом случае она уменьшается на $23,27$ градуса. Для Санкт-Петербурга $22$ декабря Солнце будет находиться на высоте $90-60-23,27=6,33$ градуса. Продолжительность светового дня при такой высоте Солнца составит всего $5,5$ часов.

Из всех поясов освещенности, существующих на Земле, наиболее комфортные условия для человека отмечаются в умеренных поясах ближе к жарким. Малопригодными для жизни являются холодные пояса. В жарких поясах отмечается избыток энергии.

Освещенность поверхности Земли и здоровье

В жизни людей дневной свет играет очень большую роль. Он не только обеспечивает зрительное восприятие, но и влияет на основные процессы жизнедеятельности, регулируя обмен веществ и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Ритм жизни природа установила чередованием дня и ночи. Естественный свет, как показали многочисленные эксперименты – это элемент времени внутренних часов человека. Атмосфера, создаваемая освещением, оказывает влияние на настроение людей, на их работоспособность.

Солнце — источник света и тепла на Земле. Земля находится в космосе, где царит холод, и Солнце дает необходимую ей энергию. Без солнечного тепла и света не было бы жизни на Земле, не могли бы развиваться живые организмы: бактерии, растения, животные, люди.

Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты и её движение вокруг Солнца приводят к формированию на Земле пяти поясов освещения. Они отличаются высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и соответственно тепловыми условиями и ограниченны тропиками и полярными кругами.

Около 40 % поверхности Земли занимает лежащий между тропиками жаркий пояс. День и ночь здесь мало отличаются по продолжительности, а солнце бывает в зените дважды в году.

52 % территории Земного шара приходится на расположенные между тропиками и полярными кругами умеренные пояса, где солнце никогда не бывает в зените. Продолжительность дня и ночи зависит от широты и времени года. Около полярных кругов (с 60° до 66, 5°) летом Солнце ненадолго и неглубоко уходит за горизонт, вечерняя и утренняя зори сливаются, и наблюдаются так называемые белые ночи.

Холодные (полярные) пояса занимают всего 8 % земной поверхности к северу и югу от полярных кругов. Зимой здесь наблюдаются полярные ночи, когда Солнце не показывается из-за горизонта, а летом — полярные дни, когда Солнце не заходит за горизонт. Продолжительность их увеличивается от одних суток — на полярных кругах, до полугода — на полюсах.

Распределение света и тепла на Земле:

• Ориентирование по Солнцу

Отзывы (2) к статье “Пояса освещения”

Доброго времени суток. Статья очень понравилась. Сложная информация очень доступно изложена, поймет даже ребенок:) Здесь описана скорее географическая и физическая сторона вопроса. А расскажите про природу северных сияний, я недавно прочитала, что это связано с накоплением солнечной энергии. Почему их можно видеть только за полярным кругом? А подскажите, пожалуйста, как различаются особенности жизни людей, которые проживают на различных территориях, например, за полярным кругом и в тропиках. Как продолжительность светового дня и темноты влияет на организм людей? Живущие там люди, понятно, что уже давно адаптировались. А как быстрее адаптироваться людям, которые собираются переехать в тот или иной пояс. Также интересует информация о том, как наличие того или иного количества света влияет на здоровье людей? Какой световой пояс наиболее благоприятен для жизни и здоровья человека? В каком световом (а соответственно, и тепловом) поясе люди меньше болеют, реже стареют? А главное, недавно, где-то прочитала информацию о том, что люди, живущие на юге, считаются более здоровыми и счастливыми, так как при попадании на кожу якобы вырабатывается гормон счастья. Что вы думаете по этому поводу? Заранее благодарю за ответ.

Климат и погода формируются за счёт различных факторов, в числе которых – пояса освещенности. Их образование вызвано наклоном земной оси по отношению к Солнцу, что влияет на объём тепла, попадающего на тот или иной участок планеты. Существует пять поясов освещенности, которые существенно отличаются между собой по условиям распределения солнечного тепла и света, среднегодовой температуре:

• Жаркий (тропический пояс);
• Умеренные (северный и южный пояса);
• Полярные (северный и южный пояса).

Жаркий пояс освещенности находится в тропиках и занимает около 40 процентов земной поверхности. Продолжительность светового дня и ночи здесь примерно совпадает (по 12 часов). Дважды в год солнце здесь бывает в зените, то есть в высшей точке своего местонахождения на небе. Между жарким и тропическими поясом находятся умеренные пояса, занимающие свыше половины поверхности земного шара. Продолжительность дня здесь зависит от таких факторов, как географическая широта, а также сезон.

На умеренных поясах вблизи полярных кругов в летний период наблюдается такое явление, как белые ночи, что связано со слиянием вечерней и утренней зори. Наблюдать его можно, к примеру, в Санкт-Петербурге, а также в других северных городах.

Что касается полярных поясов , то здесь условия распределения тепла и солнечного освещения наиболее интересны. Зимой солнце не показывается из-за горизонта, и полярная ночь продолжается от нескольких дней до нескольких месяцев. Летом солнце не успевает спрятаться за горизонт, и наблюдается полярный день.

Такие пояса занимают всего 8 процентов земной поверхности. Продолжительность полярного дня и полярной ночи зависит от широты. На полюсах год делится пополам – на день и ночь.

Выводы сайт

1. Расположение. Жаркий пояс находится между тропиками, холодные – внутри северного и южного полярного круга, умеренные – между жаркими и холодными поясами.
2. Продолжительность светового дня. На жарком поясе длительность дня и ночи составляет примерно по 12 часов, на умеренных – значения пропорциональны и зависят от широты и времени года. На холодных поясах наблюдается полярная ночь и день.
3. Режим тепла. Избыток солнца на жарком поясе предопределил тёплую погоду 12 месяцев в году. На умеренных солнечная активность определяет большую продолжительность дня летом, и малую – зимой, что отражается и на режиме тепла. На полярных поясах холодно и зимой, и летом, воздух практически не прогревается, что связано с углом падения солнечных лучей.
4. Высшая точка нахождения Солнца в полдень. В жарком поясе солнце бывает в зените дважды в год, в умеренном – ни разу, а в холодных вообще может не показываться над горизонтом некоторое количество времени в году.
5. Влияние на человека. Отмечено, что человек комфортнее всего чувствует себя на умеренных поясах освещенности ближе к жарким. Холодные пояса малопригодны для жизни, в то время как на жарких всегда ощущается избыток энергии.

Солнце - источник света и тепла на Земле. Земля находится в космосе, где царит холод, и Солнце дает необходимую ей энергию. Без солнечного тепла и света не было бы жизни на Земле, не могли бы развиваться живые организмы: бактерии, растения, животные, люди. Но, Солнце освещает Землю не сразу со всех сторон, а «по очереди», в связи с этим мы рассмотрим пояса освещения.

Около 40% поверхности Земли занимает лежащий между тропиками жаркий пояс. День и ночь здесь мало отличаются по продолжительности, а солнце бывает в зените дважды в году.

52% территории Земного шара приходится на расположенные между тропиками и полярными кругами умеренные пояса , где солнце никогда не бывает в зените. Продолжительность дня и ночи зависит от широты и времени года. Около полярных кругов (с 60° до 66,5°) летом Солнце ненадолго и неглубоко уходит за горизонт, вечерняя и утренняя зори сливаются, и наблюдаются так называемые белые ночи.

Холодные (полярные) пояса занимают всего 8% земной поверхности к северу и югу от полярных кругов. Зимой здесь наблюдаются полярные ночи, когда Солнце не показывается из-за горизонта, а летом - полярные дни, когда Солнце не заходит за горизонт. Продолжительность их увеличивается от одних суток - на полярных кругах, до полугода - на полюсах.

Пояса освещенности - части поверхности Земли, ограниченные тропиками и полярными кругами и различающиеся по условиям освещенности.

Два тропика и два полярных круга делят Землю на пять поясов освещенности: тропический (между северным и южным тропиком), два умеренных (в каждом полушарии, между тропиком и полярным кругом) и два полярных (в каждом полушарии между полярным кругом и полюсом). Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты и её движение вокруг Солнца, что и приводит к формированию на Земле пяти поясов освещения (рис. 11).

Рис.11

Чем они отличаются друг от друга?

Два полярных пояса освещенности характеризуются наличием здесь природных явлений полярного дня и полярной ночи. На полярных кругах они равны суткам (в дни солнцестояний и на полюсах продолжаются полгода). Полярный день продолжается на Северном полюсе со дня весеннего до дня осеннего равноденствия, на южном со дня осеннего до дня весеннего равноденствия. Максимальная высота Солнца над горизонтом на полюсах в дни солнцестояний составляет 23033". Чем выше широта в полярных поясах, тем более длинными будут полярный день и полярная ночь.

В тропическом поясе освещенности существует природное явление «Солнце в полдень в зените». На тропиках это бывает один раз в год (в дни солнцестояний), тогда как на любой широте между тропиками 2 раза в год, на экваторе это дни весеннего и осеннего равноденствия. Явление «Солнце в полдень в зените» происходит как качание маятника между тропиками: полгода от тропика северного до тропика южного, а затем полгода от тропика южного до тропика северного, таким образом, в течение года на всех широтах между тропиками это явление наблюдается дважды.

Линия света и тени всегда делит экватор на 2 одинаковых части, только здесь день и ночь всегда равны 12 часам, на всех других широтах они меняются в зависимости от сезона года. На тропиках минимальные значения составляют 10 часов 30 минут, максимальные - 13 часов 30 минут. В тропическом поясе Солнце всегда уходит за горизонт под углом, близким к прямому, поэтому быстро наступает темнота.

Два умеренных пояса освещенности характеризуются тем, что в течение года здесь на любой широте каждые сутки есть светлое и темное время и Солнце никогда не бывает в зените.

Чем выше широта, тем меньше угол, под которым Солнце уходит за горизонт, поэтому на высоких широтах долго не наступает темнота и рано занимается утро. В северном полушарии в июне-июле, а в южном - в декабре-январе на умеренных широтах близких полярным кругам наблюдается явление «белые ночи», например, в Санкт-Петербурге на 60° с.ш.

Наличие на Земле поясов освещенности является вторым важным географическим следствием вращения Земли вокруг Солнца, а причиной здесь также является наклон земной оси к плоскости орбиты вращения Земли вокруг Солнца.

На основании предыдущего можно сформулировать следующие астрономические признаки тепловых поясов:

1. В холодных поясах (от j = ± 66° 33" до j = ± 90°) Солнце может быть незаходящим и невосходящим светилом. Полярный день и полярная ночь могут длиться от 24 часов до полугода.

2. В умеренных поясах (от j = ± 23° 27" до j = ± 66° 33") Солнце каждый день восходит и заходит, но никогда не бывает в зените. Полярных дней и ночей здесь никогда не бывает. Продолжительность дня и ночи короче 24 часов. Летом день длиннее ночи, а зимой - наоборот.

3. В жарком поясе (от j = + 23° 27" до j = - 23° 27" ) Солнце также всегда восходящее и заходящее светило и два раза и голу (на тропиках один раз) в полдень бывает в зените (и разных местах - в разные дни года, а на экваторе - в день весеннего и в день осеннего равноденствий).