Исследовательская работа "Определение географического полюса"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ПРОЛЕТАРСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 4 ИМ.НИСАНОВА Х.Д. ГОРОДА ПРОЛЕТАРСКА ПРОЛЕТАРСКОГО РАЙОНА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Исследовательская работа

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛЮСА»

г.Пролетарск

2012 год

ВВЕДЕНИЕ

Когда то  наши первобытные предки  обладали умением безошибочно ориентироваться на местности. Умели читать следы зверей, находить еду. Для нас  современных людей эти способности потеряны. Если мы оказываемся в такой ситуации, то для многих из нас она становится экстремальной.                                        Для каждого путешественника  важным является  умение ориентироваться  на местности. Требуются не только теоретические знания, но и практические умения. Ориентирование на местности – это не только определение своего местоположения, но и способность запомнить незнакомую местность, умение найти обратный путь.                                                                                        На нашем пришкольном участке решили оборудовать геодезическую площадку. В ее центре должны быть размещены камни, указывающие направления на основные стороны горизонта. Стороны горизонта определяются по карте и четким элементам (вершины, реки, озера, овраги), компасу, по Полярной звезде, по Солнцу. В школе на уроках географии нас учили природным ориентирам и где это может пригодится.  Поэтому я и решил выяснить, в каком направлении находится север, чтобы правильно расположить указательные камни.                                                Существует несколько гипотез, связанных с определением сторон горизонта:

1. народные приметы показывают примерное направление движения
2. ориентирование по небесным телам - более точное, чем особенности местной флоры
3. стрелка компаса указывает на северный полюс

Итак, объектом моего исследования являются методы для распознавания сторон горизонта.                                                                                        Предмет исследования – определение сторон горизонта.                                Главная цель работы заключается в определении географического северного полюса на пришкольном участке.                                                                                В соответствии с целью работы, я определил основные задачи, которые помогут мне ее достигнуть:

1. Выяснить справедливость определения сторон горизонта по компасу, небесным светилам и естественным приметам.
2. Определить расположение географического полюса на пришкольном участке.

В ходе работы я ознакомился с историей данного вопроса, изучал данные, опубликованные в географической литературе, сайте Канадского геологического центра исследования геомагнетизма и других информационных сайтах сети Интернет.

I. СПОСОБЫ ОРИЕНТИРОВАНИЯ НА МЕСТНОСТИ

Человек живет на Земле. Надо ли удивляться тому, что изучению Земли, освоению ее недр, поверхности и вод издавна уделяется огромное внимание. Много веков назад родились науки о Земле: геодезия, топография, картография и многие другие. Взаимная связь этих наук весьма тесна, каждая из них крайне важна. Умение ориентироваться на местности  - это тоже наука, причем, довольно сложная. Она нужно представителям разных профессий и всем туристам. Каждому не помешают специальные знания и полезные навыки ориентирования в природе в любое время суток. Имея эти знания, можно смело исследовать доселе неизвестный нам мир. Оказывается, вокруг нас достаточно помощников-ориентиров. Нужно только уметь ими пользоваться.

1. Определение сторон горизонта по естественным приметам

     Большинство естественных примет связало с различиями в освещенности и количестве тепловой энергии, получаемой от Солнца растениями и предметами, в зависимости от их положения относительно сторон горизонта.                                 На отдельно стоящих деревьях ветви, как правило, гуще и длиннее на южной стороне. Этим способом нельзя пользоваться там, где часто дуют сильные ветры одного направления. На южной стороне ствола дерева смолы гораздо больше, чем на северной. По стволу с северной стороны дерева от земли чуть ли не до самой вершины тянется тёмная полоса. Она хорошо заметна на фоне более светлой коры, например, на сосне. Образуется эта полоса от застоя влаги. Кора деревьев намокает вся, но с других сторон она просыхает, а на северной держится долго. На северной стороне кора дерева часто покрыта мхом и лишайниками, она темнее и грубее, чем с южной (особенно заметно у березы).                                                                                        Крупные камни с северной стороны у основания обрастают мхом. Муравейники обычно расположены с южной стороны дерева, пня или куста; южный скат муравейника более пологий, чем северный.                                                                        Трава весной на северных окраинах полян более густая, чем на южных. Если же взять отдельно стоящие деревья, пни, столбы, большие камни, то здесь, наоборот, трава растёт гуще с юга от них, а с севера дольше сохраняется свежей в жаркое время года. На пнях, где можно различить годовые кольца, можно определять направление на север. С северной стороны годовые кольца ближе расположены друг к другу, а на южной стороне расстояние между ними значительно больше. Разумеется, по одному дереву или муравейнику судить рискованно, и надо пересмотреть их несколько.                                        Снег около скал, больших камней, пней и т.д. оттаивает быстрее с южной стороны, сильнее освещаемой лучами солнца. В оврагах, лощинах, ямах он быстрее оттаивает с северной стороны, потому что на южные края углублений не попадают прямые лучи солнца, падающие с юга. Такое же подтаивание можно наблюдать даже в следах человека или животных, оставленных на снегу. У северной опушки леса почва освобождается из-под снега иногда на 10-15 дней позднее, чем у южной. В марте-апреле вокруг стволов отдельно стоящих деревьев, пней и столбов в снегу образуются лунки, вытянутые на южном направлении. Весной на обращённых к солнцу склонах во время таяния снега образуются вытянутые к югу выступы - "шипы", разделённые выемками, открытая часть которых обращена на юг.

2. Определение сторон горизонта по небесным светилам

Порой компас может выйти из строя, его можно забыть, поломать, потерять. Современные навигаторы GPS тоже не всегда под рукой. Но уметь ориентироваться, определять стороны света можно и нужно без них. Зная где север и имея под рукой (или в голове) карту (схему, план) местности всегда можно выбрать правильное направление, чтобы прийти в нужный пункт или элементарно выбраться к людям, если вы заблудились. Но существуют способы на мой взгляд более точные, чем особенности местной флоры. Это небесные тела, по которым прокладывали себе путь еще древние мореплаватели и путешественники.

Ориентирование по Солнцу

         Известно и используется человеком давно. Зная положение Солнца, Луны, звезд па небосводе, можно найти положение меридиана, а от него - и направление на любой ориентир.                                                                                         Первый способ.  Благодаря вращению Земли вокруг собственной оси мы наблюдаем перемещение Солнца по небосводу, которое в средних широтах составляет около 15° в 1 час. Общеизвестно, что в полдень (12 часов местного, или солнечного, времени) Солнце находится на юге, а тень от любого предмета падает строго на географический север. Соответственно в 6 часов утра солнце находится на востоке, а в 18 часов - на западе. В час ночи солнца уже не видно, поэтому ориентиром служит наиболее освещенная часть горизонта. В зимнее время солнце в 10 часов утра находится на юго-востоке, в 16 часов дня на юго-западе, а в 22 часа на северо-западе.                                                                                        Необходимо понимать, что данные способы крайне неточны. Во-первых, они подходят только для средней полосы России. Во-вторых, зависимость от времени, а именно от часов, крайне приблизительна. Достаточно посмотреть на карту часовых поясов России и становится понятно, что люди могут находиться на расстоянии более тысячи километров (по параллели) и при этом быть в одном часовом поясе, или быть совсем рядом друг с другом, но при этом в разных часовых поясах. В-третьих, что касается первого способа, то сама технология определения направления вносит серьезную погрешность в результат.                                                                                        Второй способ определения сторон света подходит тем, кто носит наручные часы со стрелками и циферблатом. Хотя в эпоху мобильников таких людей все меньше и меньше. Данный способ позволяет определить направление на юг. Для этого необходимо расположить часы в горизонтальной плоскости так, чтобы часовая стрелка была направлена в сторону солнца. Построив мысленно биссектрису угла между направлением на солнце (часовой стрелкой) и направлением на 12 часов вы получите направление на юг. Зная юг, определить север, восток и запад не составит труда.                                У такого способа есть одна особенность, о которой необходимо помнить. До часу дня таким образом нужно делить левый угол. Во второй же половине дня – правый.

Ориентирование по Полярной звезде        
      Ночью направление истинного меридиана проще всего определить по Полярной звезде, которая практически всегда находится в направлении севера.    Чтобы найти Полярную звезду, надо сначала найти созвездие Большой Медведицы, напоминающее ковш, составленный из семи довольно ярких звезд. Затем через две крайние звезды "ковша" мысленно провести "вверх" линию, на которой отложить пять раз расстояние между этими крайними звездами, и тогда в конце этой линии найдем Полярную звезду, которая, в свою очередь, находится на конце "ручки ковша" другого созвездия, называемого Малой Медведицей. Став лицом к Полярной звезде, мы получим направление на север. Ошибка при этом способе определения меридиана не превышает 2°. 

Ориентирование по Луне        
     Если из-за облачности не видно звезд, но видно Луну, то стороны света можно определить по ней, хотя Луна для этой цели менее удобна. Здесь, как и при ориентировании по Солнцу, применяются часы. В полнолуние Луна противостоит Солнцу. Поэтому на юге, где Солнце находится в полдень (13 или 14 часов), Луна оказывается в полночь (1 или 2 часа ночи). Около 7-8 часов полная Луна бывает на западе, а в 19-20 часов — на востоке. Имеющаяся, по сравнению с Солнцем, разница в 12 часов на циферблате часов не видна — часовая стрелка в 24 и в 12 часов будет в одном и том же месте. Следовательно, приближённое определение сторон горизонта по полной Луне и часам практически производится так же, как по Солнцу и часам.
При других фазах Луны ориентироваться по ней не столь удобно. Тем не менее, стоит учитывать, что в первой четверти (выпуклость справа) Луна находится на 90 градусов влево от Солнца, а в последней четверти (выпуклость слева) — на 90 градусов вправо от него.

3. Ориентирование с помощью компаса

Для ориентирования требуется знать направление на географический север. Распространенным средством определения направления на север является магнитный компас. Компас - это устройство, облегчающее ориентирование на местности. Принцип действия магнитного компаса основан на взаимодействии магнитного поля постоянных  магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Свободно вращающаяся магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля. Таким образом, стрелка всегда указывает одним из концов в направлении линии магнитного поля, которая идет к Северному магнитному полюсу. Проще говоря, стрелка компаса одним концом указывает всегда на север, а другим, соответственно, на юг. При использовании магнитного компаса нужно учитывать, что вблизи линий электропередач и на полотне железной дороги его показания могут быть искажены.

Стрелка компаса показывает не на Северный географический полюс, а на Северный магнитный полюс, который находится в северной части Канады, вблизи острова Принца Уэльского, в 1300 милях от Северного географического полюса.        Географический полюс – это условная точка на земной поверхности, в которой та пересекается с земной осью. Соответственно, имеются два географических полюса: Северный и Южный.        
           Оба полюса имеют географическую широту 90 градусов, поэтому на Южном полюсе нет других направлений, кроме северного, а на Северном – кроме южного. На полюсах пересекаются все меридианы. Точное расположение полюсов постоянно меняется, поэтому и на Северном, и на Южном полюсе учёными огорожены площадки примерно по 100 квадратных метров, внутри которых и «блуждают» полюса.
               Географические полюса нашей планеты располагаются в Арктике и Антарктиде. А куда мы в конце концов придем, если будем идти по компасу точно на север? На северный географический полюс? Нет, магнитный северный полюс не совпадает с географическим. И в разные годы стрелка компаса может привести нас в разные места: магнитные полюса, в отличие от географических, не стоят на месте!                                Известно, что географический северный полюс Земли (через который проходит ось вращения планеты) территориально не совпадает с магнитным полюсом Земли (точкой, в которой горизонтальная составляющая магнитного поля Земли равна нулю). То есть, если географические координаты северного географического полюса - 90º с.ш. (по определению), то координаты северного магнитного полюса - 82.3º с.ш., 113.4º з.д. (на 2004 год; магнитный полюс медленно, со скоростью около 40 км/год, дрейфует с территории Канады через Северный ледовитый океан в направлении Сибири).        Величина угла между направлением на Северный магнитный полюс и направлением на Северный географический полюс для различных районов Земли различна. Этот угол в данной точке земной поверхности называется магнитным склонением.                                                                                                Таким образом, при пользовании магнитным компасом необходимо помнить, что направление на нужный нам географический ("истинный") полюс и направление стрелки магнитного компаса не совпадают. Угол между направлением на истинный полюс и направлением стрелки компаса, отсчитанный по часовой стрелке, называется магнитным склонением. Магнитное склонение зависит от места измерения и медленно меняется во времени. Например, для Москвы магнитное склонение в 2004 году было близко к +9.3º, то есть истинный полюс находится западнее направления, указываемого компасом, на 9.3º.        Магнитное склонение для любой другой точки Земли можно определить, воспользовавшись калькулятором на сайте Канадского геологического центра исследования геомагнетизма. Потребуется ввести свои географические координаты и интересующий вас год. Получившееся магнитное склонение с индексом "E" (к востоку) считается положительным, стрелка магнитного компаса наклонена к востоку от истинного полюса; с индексом "W" (к западу) считается отрицательным, стрелка магнитного компаса наклонена к западу. На этом же сайте можно подробнее ознакомиться с исследованиями северного магнитного полюса Земли. Другой калькулятор поддерживается Британским геологическим центром при Совете по исследованию природной среды. Приближенно оценить магнитное склонение в различных точках планеты можно по картам, формируемым на сайте Национального центра геофизических данных (США).                К сожалению, можно «ориентироваться» и по продуктам жизнедеятельности человека. Многие «туристы» оставляют после себя свинарник. Пластиковые пакеты, битые бутылки, бумагу, пищевые отходы и другой мусор. Оставляют большие кострища, сломанные и порубленные деревья. Если Вы встретили на своём пути такие места, то, значит, где-то рядом живут «люди», и можно попытаться их найти.

II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛЮСА НА ПРИШКОЛЬНОМ УЧАСТКЕ

Я ознакомился с историей данного вопроса, изучил данные, опубликованные в географической литературе, сайте Канадского геологического центра исследования геомагнетизма и других информационных сайтах сети Интернет, проанализировал пришкольный участок и выделил способы ориентирования, которые помогут в достижении цели  моей исследовательской работы:

1. Ориентирование по местным признакам

а) по одиноко стоящему дереву;

б) по расположению мхов

      2. Ориентирование по небесным светилам                                                                   а) по Солнцу (по тени и наручным часам);                                                           б) по Луне;                                                                                                   в) по Полярной звезде;

     3. Ориентирование по компасу

Определив с помощью каждого из перечисленных способов направление на север, я сопоставлю полученные результаты, смогу сделать вывод об их точности и  найти географический север для нашего пришкольного участка.

На нашем участке растет дерево. Его ветви с одной стороны  более развиты, длиннее и гуще. Значит, это – юг. С дугой стороны (противоположной) растет зеленоватый мох, его бывает больше с северной стороны.

Зная, что в полдень Солнце всегда находится в направлении юга и самая короткая тень от местных предметов бывает в 13 часов, я стал спиной к Солнцу. Направление тени указало на север.

          При определении сторон горизонта по Солнцу и часам я установил часы в горизонтальное положение так,  что часовая стрелка была направлена на Солнце. Затем, удерживая часы в этом положении, разделил угол между часовой стрелкой и цифрой один пополам. Полученная прямая указала приближенно направление на юг.

Полярная звезда всегда находится на севере. Ночью в средних широтах северного полушария определить ее очень легко. Сначала я нашел созвездие Большой Медведицы, напоминающее ковш, составленный из семи довольно ярких звезд, затем через две крайние правые звезды Большой Медведицы мысленно провел линию, на которой отложил пять раз расстояние между этими крайними звездами. В конце этой линии была Полярная звезда, которая находится в хвосте другого созвездия, называемого Малой Медведицей. Став лицом к Полярной звезде, я получил направление на север.

Если из-за облачности не видно звезд, но видно Луну, то стороны света можно определить по ней. В полнолуние Луна противостоит Солнцу. Поэтому в полночь она расположена на юге. В первой четверти (выпуклость справа) Луна находится на 90 градусов слева от Солнца, т.е. на востоке, а в последней четверти (выпуклость слева) — на 90 градусов справа от него, т.е. на западе. Зная эти особенности, я мысленно провел прямоугольную систему координат, расположив Луну в первой четверти, и определил направление на север.

При ориентировании на местности часто применяется компас. Для этого сначала я придал ему горизонтальное положение, расположив на планшете, потом отпустил тормоз магнитной стрелки. Затем повернул его так, чтобы северный конец магнитной стрелки оказался против буквы С, которая обозначает север.

Кроме географических полюсов существуют ещё и магнитные, причём они довольно значительно отстоят от своих географических собратьев. Стрелка компаса указывает на «север» не как на географический полюс, а как на магнитный,  который расположен на одном из островов Канадского арктического архипелага.  Поэтому к показаниям компаса я добавил специальную поправку – магнитное склонение. Для этого на сайте Канадского геологического центра исследования геомагнетизма я ввел географические координаты нашего города(46°42′11″ с. ш. 41°43′09″ в. д.) и получил результаты магнитного склонения – 7032′в.д.

Таким образом, сделав поправку на магнитное склонение, я получил истинное направление на север.

Проанализировав полученные в ходе исследования результаты, я пришел к выводу, что все известные нам способы ориентирования не дают точного направления на географический полюс. Они позволяют приближенно определить свое местоположение, направление движения для достижения конечного пункта маршрута.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В периодических изданиях часто можно прочесть сообщение о гибели судов и моряков, оказавшихся в спасательных шлюпках, среди бушующего океана, о рыбаках, унесенных на обломках льдин в открытое море, о вынужденных посадках самолетов в тайге и океане, о туристах, терпящих бедствие в горах. Современная поисково-спасательная служба располагает разнообразными средствами для быстрого обнаружения, оказания помощи и эвакуации пострадавших. Однако люди на какой-то период времени могут оказаться в условиях автономного существования, т.е. должны будут обеспечивать все свои жизненные потребности за счет имеющихся сил и средств, без всякой помощи извне.

Важную роль для жизнедеятельности человека в этих условиях играет природная среда, которая активно воздействует на организм человека, способствует или препятствует выживанию. Оказавшись один на один с природой, человек как бы превращается в своего первобытного предка, но без его навыков и умения приспособиться к окружающей среде. Основа успеха в борьбе с силами природы – умение человека выжить.

Общий уровень образованности людей, к сожалению, падает. И нередки случаи, когда городские жители даже не могут определить направление сторон света.

Одним из важных элементов культуры каждого человека является знание основ топографии и умение ориентироваться на местности. Человек должен уметь читать карту, определять место стоянки, выбирать маршрут движения и сохранять его направление. 

В жизни уметь ориентироваться на местности необходимо для того, чтобы дойти до цели. Знание способов ориентирования ни когда не бывают лишними, от этого может зависеть здоровье и жизнь человека. Известно немало случаев, когда из-за потери ориентировки гибли отдельные путешественники и даже целые экспедиции. Ориентироваться на местности должны уметь все, но особенно это умение нужно путешественникам, полярникам, летчикам, геологам и туристам. Навыки в ориентировании особенно развиты у охотников и следопытов.

Ориентирование на местности требует большой наблюдательности, худшим врагом которой является рассеянность. Исключительно важны в этом отношении навыки, позволяющие быстро замечать и запоминать характерные детали местности. Есть люди, которые часами ходят около какого-нибудь важного и нужного им предмета и нескоро замечают его присутствие. При ориентировании на местности необходим всесторонний, тончайший анализ обстановки. Великий русский физиолог И. П. Павлов подчеркивал, что «ориентировка в окружающем мире, среди событий, природы, людей сводится… к тончайшему анализу».

Способность ориентироваться в современном мире является на сегодняшний день одним из самых важных умений, ведь человеческая жизнь – это сумасшедшая скорость.

ЛИТЕРАТУРА

http://survinat.ru/tag/orientirovanie-na-mestnosti/#ixzz1lUYSBVBN

http://kombat.com.ua

http://lib.rus.ec/b/248371/read

http://vijit.ru/index.php/vyzhivanie/orientirovanie

http://school56.edu.kh.ua

http://www.nrcan.gc.ca