Nachylenie osi obrotu

Poprawna odpowiedź

1. - Fałsz,

2. - Prawda,

3. - Fałsz

Wymaganie ogólne

1.2 Korzystanie z różnych źródeł informacji geograficznej. Uczeń potrafi korzystać z planów, map, fotografii, rysunków, wykresów i danych statystycznych i tekstów źródłowych oraz technologii informacyjno-komunikacyjnych w celu gromadzenia, przetwarzania i prezentowania informacji geograficznych.
2.2 Identyfikowanie związków i zależności oraz wyjaśnianie zjawisk i procesów. Uczeń identyfikuje związki i zależności w środowisku przyrodniczym, gospodarce i życiu społecznym w różnych skalach przestrzennych (lokalnej, regionalnej, krajowej, globalnej)

Wymaganie szczegółowe

2.3. Kształt, ruchy Ziemi i ich następstwa. Uczeń podaje cechy ruchu obiegowego Ziemi.
2.4. Kształt, ruchy Ziemi i ich następstwa. Uczeń podaje najważniejsze geograficzne następstwa ruchów Ziemi.

Komentarz

Zadanie sprawdza u ucznia nie tylko umiejętność odczytywania i interpretacji informacji przedstawionych na rysunku i w tabeli, ale również to, czy uczeń dostrzega związek występowania pór roku oraz długości dnia i nocy w różnych porach roku z nachyleniem osi ziemskiej.

Zadaniem ucznia jest ocena poprawności trzech stwierdzeń dotyczących hipotetycznej sytuacji, w której oś ziemska nachylona byłaby do płaszczyzny orbity pod takim kątem, jak ma to miejsce w przypadku innych wybranych planet Układu Słonecznego.

W pierwszym stwierdzeniu, dotyczącym sytuacji, w której oś ziemska miałaby nachylenie takie jak Wenus, uczeń jest proszony o ocenę prawdziwości dokończenia zdania sugerującego znaczne zaostrzenie klimatu:  „w Polsce występowałyby pory roku: gorące lato, mroźna zima i pory przejściowe (wiosna i jesień)”. Nachylenie osi Wenus jest niewielkie, 2°38′, znacznie mniejsze od faktycznego nachylenia osi Ziemi, które wynosi 23°26’. Taką samą wartość ma szerokość geograficzna zwrotników. Na obszarze przez nie ograniczonym promienie słoneczne dwa razy w roku padają pod kątem prostym na powierzchnię Ziemi (Słońce góruje w zenicie). Uczeń powinien wyobrazić sobie, że gdy zmniejszymy kąt nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny orbity o ponad 20° to o taką samą wartość zmniejszą się wartości szerokości geograficznej zwrotników. Polska więc znajdowałaby się dalej od zwrotnika (otrzymywałaby latem mniejszą ilość promieniowania słonecznego – kąt padania promieni słonecznych byłby większy)  i temperatury byłyby niższe. Lato byłoby więc w Polsce chłodniejsze. Podobnie należy przeanalizować sytuację związaną z zimą na terenie Polski, gdyby nastąpiła zmiana nachylenia osi obrotu Ziemi. Zmniejszenie tego kąta spowodowałoby, poza przesunięciem zwrotników bliżej równika, również przesunięcie kół podbiegunowych bliżej biegunów. Teren Polski znalazłby się zatem dalej od koła podbiegunowego, w okresie zimy dnie byłyby dłuższe niż obecnie, zatem otrzymywałby więcej promieniowania słonecznego. Byłoby cieplej w zimie. Po zmniejszeniu nachylenia osi obrotu Ziemi, powiększeniu uległaby umiarkowana strefa oświetlenia Ziemi. W lecie byłoby chłodniej na terenie Polski, a w zimie cieplej niż obecnie, a zatem jest to stwierdzenie nieprawdziwe. Podobnego zdania było 55,7% spośród 185 uczniów  klasy 3 gimnazjum, którym zaprezentowano to zadanie.

Drugie stwierdzenie zakłada zmniejszenie odchylenia Ziemi do wartości charakterystycznej dla Merkurego, wynoszącej zaledwie 0°02’. Wpływ takiego nachylenia jest mało znaczący dla długości dnia i nocy i w efekcie na całej kuli ziemskiej pory te byłyby sobie równe i trwały po 12 godzin przez cały rok. Prawdziwe jest zatem sformułowanie użyte w punkcie 2:  „dzień i noc w każdej miejscowości trwałyby po 12 godzin bez względu na porę roku”. Takiego wyboru dokonało 61,6% spośród badanych uczniów.

Trzecie stwierdzenie zakłada zwiększenie odchylenia Ziemi do wartości charakterystycznej dla Marsa, czyli 25°11’. Jest to więcej od nachylenia Ziemi o niecałe 2°, czyli jest to zmiana nieznaczna. Przesuniecie charakterystycznych równoleżników: zwrotników i kół podbiegunowych nastąpiłoby w niewielkim zakresie, a umiarkowana strefa oświetlenia Ziemi zmniejszyłaby się nieznacznie. W strefach okołobiegunowych, których granice odsunęłyby się od bieguna o niecałe 2°,  nadal występowałoby zjawisko nocy polarnej. Ostatnie stwierdzenie jest zatem nieprawdziwe. Podobnego wyboru dokonało 58,4% badanych uczniów gimnazjum.

Słowa kluczowe

Poprawna odpowiedź

D.

Wymaganie ogólne

1.2 Korzystanie z różnych źródeł informacji geograficznej. Uczeń potrafi korzystać z planów, map, fotografii, rysunków, wykresów i danych statystycznych i tekstów źródłowych oraz technologii informacyjno-komunikacyjnych w celu gromadzenia, przetwarzania i prezentowania informacji geograficznych.
2.2 Identyfikowanie związków i zależności oraz wyjaśnianie zjawisk i procesów. Uczeń identyfikuje związki i zależności w środowisku przyrodniczym, gospodarce i życiu społecznym w różnych skalach przestrzennych (lokalnej, regionalnej, krajowej, globalnej)

Wymaganie szczegółowe

2.3. Kształt, ruchy Ziemi i ich następstwa. Uczeń podaje cechy ruchu obiegowego Ziemi.
2.4. Kształt, ruchy Ziemi i ich następstwa. Uczeń podaje najważniejsze geograficzne następstwa ruchów Ziemi.

Komentarz

Zadanie sprawdza u ucznia nie tylko umiejętność odczytywania i interpretacji informacji przedstawionych na rysunku i w tabeli, ale również weryfikuje, czy uczeń dostrzega związek między zjawiskiem górowania Słońca a nachyleniem osi ziemskiej.

Uczeń powinien wyobrazić sobie sytuację kiedy nad obszarem Antarktydy słońce góruje w zenicie (promienie padają na powierzchnię Ziemi prostopadle). Zadaniem ucznia jest wskazanie planety, której oś jest nachylona pod takim kątem, który pozwoliłby na taką sytuację. Faktyczne nachylenie osi obrotu Ziemi wynosi 23°26′. Taką samą wartość ma szerokość geograficzna zwrotników. Na obszarze przez nie ograniczonym promienie słoneczne dwa razy w roku padają pod kątem prostym na powierzchnię Ziemi (Słońce góruje w zenicie). Uczeń powinien wyobrazić sobie, że gdy zwiększymy kąt nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny orbity to zwiększają się wartości szerokości geograficznej zwrotników i strefy górowania Słońca. Na obszarze Antarktydy dnie byłyby dłuższe niż obecnie, zatem tereny te otrzymywałyby więcej promieniowania słonecznego. Najdalej na północ wysunięte krańce Antarktydy przekraczają koło podbiegunowe (66°33′). Aby Słońce mogło oświetlać prostopadle chociaż w części ten kontynent, nachylenie osi obrotu Ziemi powinno zwiększyć się o co najmniej 43°07′ (różnica między szerokością geograficzną zwrotnika – gdzie słońce świeci raz w roku prostopadle do powierzchni ziemi; i północnych krańców Antarktydy) i wynosić tyle, ile szerokość geograficzna koła podbiegunowego. Spośród podanych planet jedynie oś Urana ma wystarczająco duże nachylenie, aby na powierzchnię Antarktydy padały pod kątem prostym promienie słoneczne. Słońce górowałoby w zenicie nad częścią Antarktydy, gdyby oś ziemska była nachylona tak jak oś Urana. Prawidłowa jest zatem odpowiedź D. Podobnego zdania było 31,9% spośród 163 uczniów 3 klasy gimnazjum. Aby łatwiej było sobie wyobrazić hipotetyczne sytuacje, przedstawiono je na rysunkach.

Zima na półkuli północnej

Opracowanie: Anna Markowska (IBE)

Zadanie warto zaprezentować podczas lekcji, a w trakcie wyjaśniania wątpliwości posłużyć się zamieszczoną w komentarzu ilustracją.

Słowa kluczowe