Задание 28 ЕГЭ по географии: Земля как планета — гайд с примерами

Что проверяет задание

Задание 28 проверяет понимание Земли как планеты и следствий её движения вокруг оси и вокруг Солнца. Через конкретные числовые и картографические ситуации проверяется умение связывать между собой четыре величины: дату, географическую широту, географическую долготу и высоту Солнца над горизонтом (или момент восхода/заката). По сути это задание на применение астрономических закономерностей к реальным точкам на карте или числовым данным, а не на пересказ теории.

В рамках этого номера встречаются два основных типа задач:

1. Расчётные — найти широту (параллель) по известной полуденной высоте Солнца в заданную дату.
2. Картографические — сравнить несколько точек на карте и определить, в какой из них раньше/позже наступит событие (восход, наибольшая высота Солнца) относительно гринвичского времени, с письменным обоснованием.

Как выглядит формулировка и сколько баллов

Типичные формулировки:

• «Определите параллель (параллели), на которой(ых) в такой-то день полуденная высота Солнца равна … градусам»;
• «Определите, в какой из точек, обозначенных буквами на карте, в такую-то дату Солнце раньше всего/позже всего по времени Гринвичского меридиана поднимется над горизонтом (или будет находиться выше всего над горизонтом в такой-то час). Запишите обоснование ответа».

Задание оценивается максимум в 2 балла. За расчётную задачу баллы обычно даются за правильный численный ответ (иногда требуется указать обе параллели, иначе балл снижается). За картографическую задачу 2 балла даются только при сочетании верной буквы ответа и грамотного текстового обоснования с указанием причинно-следственной связи (широта/долгота — дата — высота Солнца); один верный ответ без обоснования или с неполным обоснованием оценивается ниже.

Что нужно знать

• Ось Земли наклонена к плоскости орбиты так, что угол между осью и плоскостью эклиптики составляет $66{,}5°$, а угол между осью и перпендикуляром к плоскости орбиты — $23{,}5°$.
• Склонение Солнца $\delta$ — широта, над которой Солнце находится в зените в данный день. Ключевые даты: $\delta = +23{,}5°$ (22 июня, летнее солнцестояние), $\delta = 0°$ (21 марта и 23 сентября, равноденствия), $\delta = -23{,}5°$ (22 декабря, зимнее солнцестояние).
• Формула полуденной высоты Солнца для любой широты $\varphi$ и даты со склонением $\delta$: $$h = 90° - |\varphi - \delta|$$
• Северный тропик — параллель $23{,}5°$ с.ш., Южный тропик — $23{,}5°$ ю.ш.: здесь Солнце строго в зените в дни солнцестояний.
• Полярные круги — параллели $66{,}5°$ с.ш. и $66{,}5°$ ю.ш. — границы, за которыми возможны полярный день и полярная ночь.
• Местное время связано с долготой: $1$ час разницы во времени соответствует $15°$ долготы, $1°$ долготы — $4$ минутам времени.
• Пересчёт местного времени в гринвичское: $$T_{Гринвич} = T_{местное} - \frac{\lambda}{15°}$$ где $\lambda$ — долгота в градусах (восточная — со знаком «плюс», западная — «минус»).
• В Северном полушарии летом (склонение положительное) день длиннее ночи, и чем севернее точка (до полярного круга), тем длиннее день и раньше местный восход; зимой — наоборот. В Южном полушарии закономерность обратная.
• В дни равноденствия день равен ночи на всех широтах (кроме полюсов), а полуденная высота Солнца на экваторе в эти дни равна $90°$.

Методы решения

1. Формула полуденной высоты Солнца. Применяется в расчётных задачах, где известны дата и высота Солнца, а нужно найти широту. Мини-пример: 21 марта высота Солнца в полдень $60°$. Тогда $\delta=0°$, и $90°-|\varphi-0°|=60°$, откуда $|\varphi|=30°$ — искомая широта $30°$ с.ш. или $30°$ ю.ш.

2. Определение склонения Солнца по дате. Между «опорными» датами (равноденствия, солнцестояния) склонение меняется приблизительно линейно; за точку отсчёта берут ближайшую известную дату. Мини-пример: 6 мая (примерно посередине между 21 марта и 22 июня) склонение Солнца составляет примерно $+16°$, что используется для приблизительной оценки высоты Солнца или ширины полярного дня.

3. Сравнение времени восхода через долготу. Чтобы понять, в какой точке событие произойдёт раньше по времени Гринвича, местное время восхода в каждой точке переводят в гринвичское по формуле выше и сравнивают полученные значения. Мини-пример: если в двух точках с одинаковой широтой местное время восхода одинаковое, но одна точка находится восточнее другой на $30°$, то для восточной точки гринвичское время восхода будет на $2$ часа меньше.

4. Учёт широты при сравнении продолжительности дня. Если точки лежат на разных широтах в один сезон, у более «летней» (для данного полушария) широты день длиннее, и местный восход наступает раньше, что нужно совмещать с эффектом долготы. Мини-пример: летом в Северном полушарии точка на $60°$ с.ш. встречает рассвет по местному времени раньше, чем точка на $40°$ с.ш., даже при одинаковой долготе.

5. Оценка высоты Солнца в фиксированный момент гринвичского времени. Сначала находят, насколько местное время каждой точки близко к истинному полудню (чем ближе, тем выше Солнце при том же склонении), затем корректируют результат на широту через полуденную высоту. Мини-пример: если в 7 часов по Гринвичу в одной точке местное время близко к полудню (значит, Солнце близко к максимальной высоте дня), а в другой — раннее утро, то при сходной широте первая точка окажется точкой с наибольшей высотой Солнца.

Алгоритм решения по шагам

Для расчётной задачи (тип «найдите параллель»):

1. Определить дату и по ней найти склонение Солнца $\delta$ (используя опорные значения $0°$ и $\pm23{,}5°$ или линейную оценку между ними).
2. Записать формулу $h = 90° - |\varphi - \delta|$.
3. Подставить известную высоту $h$ и найти $|\varphi - \delta| = 90° - h$.
4. Раскрыть модуль — получить два возможных значения широты: $\varphi_1 = \delta + (90°-h)$ и $\varphi_2 = \delta - (90°-h)$.
5. Проверить оба значения на допустимость (широта от $0°$ до $90°$, в каком полушарии) и указать оба ответа, если оба подходят.

Для картографической задачи (тип «в какой точке раньше/выше…»):

1. Определить дату и приблизительное склонение Солнца, понять, какое полушарие «летнее» на этот момент.
2. Выписать координаты (широту и долготу) всех обозначенных точек по карте.
3. Если вопрос про момент восхода — оценить местное время восхода в каждой точке с учётом широты и сезона (чем «летнее» широта, тем раньше местный восход), затем перевести местное время в гринвичское по долготе.
4. Если вопрос про высоту Солнца в конкретный час по Гринвичу — перевести гринвичское время в местное для каждой точки (учитывая долготу), оценить, насколько оно близко к местному полудню, и сопоставить с широтой (чем ближе к полудню и чем меньше разница широты и склонения, тем выше Солнце).
5. Сравнить полученные оценки для всех точек и выбрать нужную (наименьшее/наибольшее значение).
6. Сформулировать письменное обоснование: указать дату, характер сезона, направление смещения (восток—раньше по Гринвичу; более «летняя» широта — длиннее день) и сделать вывод.

Разбор примеров

Пример 1. Условие: определить параллели, на которых 22 июня полуденная высота Солнца равна $66{,}5°$.

Шаг 1. 22 июня — день летнего солнцестояния, склонение Солнца $\delta = +23{,}5°$.

Шаг 2. Записываем формулу: $h = 90° - |\varphi - \delta|$.

Шаг 3. Подставляем: $66{,}5° = 90° - |\varphi - 23{,}5°|$, значит $|\varphi - 23{,}5°| = 90° - 66{,}5° = 23{,}5°$.

Шаг 4. Раскрываем модуль:

• $\varphi - 23{,}5° = 23{,}5° \Rightarrow \varphi = 47°$;
• $\varphi - 23{,}5° = -23{,}5° \Rightarrow \varphi = 0°$.

Шаг 5. Оба значения допустимы (обе широты существуют в Северном полушарии и на экваторе). Ответ: параллели $47°$ с.ш. и $0°$ (экватор).

Смысл ответа: на экваторе в день солнцестояния подсолнечная точка смещена на $23{,}5°$ к северу, поэтому высота Солнца там меньше $90°$ ровно на эту величину — получаем $66{,}5°$. А на $47°$ с.ш. та же угловая разница с подсолнечной точкой ($23{,}5°$) образуется «с другой стороны», из-за чего высота получается такой же.

Пример 2. Условие: на карте отмечены точки А, Б, В, Г; нужно определить, в какой из них 10 мая Солнце раньше всего по времени Гринвича поднимется над горизонтом.

Шаг 1. 10 мая — весна, склонение Солнца положительное (Солнце смещено в Северное полушарие, между $0°$ и $+23{,}5°$), значит в Северном полушарии дни уже длиннее ночей, и чем севернее точка, тем раньше в ней местный восход.

Шаг 2. Для каждой обозначенной точки нужно снять с карты широту и долготу.

Шаг 3. Оценить местное время восхода: у более северной точки (при условии, что она не за полярным кругом с полярным днём/ночью) местный восход наступает раньше, чем у южной.

Шаг 4. Перевести местное время восхода в гринвичское по формуле $T_{Гринвич} = T_{местное} - \dfrac{\lambda}{15°}$: чем восточнее долгота точки, тем меньше получается гринвичское время того же события.

Шаг 5. Сравнить итоговые оценки по всем точкам: минимальное гринвичское время восхода даёт точка, которая одновременно является наиболее северной (длиннее день) и/или наиболее восточной (компенсация через долготу). Именно сочетание этих двух факторов и приводит к тому, что искомой оказывается точка Б: она расположена севернее и/или восточнее остальных отмеченных точек, поэтому по времени Гринвича рассвет в ней фиксируется раньше всех.

Обоснование в бланке ответа должно содержать: указание сезона и характера дня-ночи в Северном полушарии в мае, связь «севернее — длиннее день — раньше местный восход», связь «восточнее — меньше гринвичское время того же местного события», и вывод, что точка Б удовлетворяет обоим условиям лучше остальных.

Пример 3. Условие: на карте отмечены точки; нужно определить, в какой из них 12 июля Солнце будет находиться выше всего над горизонтом в 7 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана.

Шаг 1. 12 июля — близко к летнему солнцестоянию, склонение Солнца велико и положительное (около $+21$–$22°$), то есть подсолнечная точка находится в Северном полушарии.

Шаг 2. Для каждой точки определить долготу и перевести гринвичские 7 часов в местное время по формуле $T_{местное} = T_{Гринвич} + \dfrac{\lambda}{15°}$.

Шаг 3. Оценить, насколько полученное местное время близко к истинному полудню (12:00) в каждой точке: чем ближе к полудню, тем выше Солнце при прочих равных условиях.

Шаг 4. Учесть широту через полуденную высоту $h = 90° - |\varphi - \delta|$: чем ближе широта точки к склонению Солнца ($\delta \approx +21$–$22°$), тем выше потенциальная максимальная (полуденная) высота.

Шаг 5. Сопоставить оба фактора — близость местного времени к полудню и близость широты к склонению — для всех точек. Максимальная реальная высота Солнца в 7 часов по Гринвичу получается там, где сочетание этих факторов наиболее выгодно; по условию это точка В — она расположена так, что в момент, соответствующий 7 часам по Гринвичу, местное время в ней ближе к полудню, а широта близка к широте подсолнечной точки, поэтому Солнце там оказывается выше, чем в остальных точках.

В письменном обосновании нужно явно прописать дату и приблизительное склонение Солнца, объяснить перевод гринвичского времени в местное через долготу каждой точки и связать итоговую высоту Солнца с расстоянием местного времени от полудня и с расстоянием широты от склонения.

Типичные ошибки и ловушки

• Забывают модуль в формуле $h = 90° - |\varphi - \delta|$ и получают только одно значение широты вместо двух возможных.
• Путают знак склонения: считают, что зимой в Северном полушарии склонение положительное, хотя оно отрицательное.
• При переводе местного времени в гринвичское путают знаки — забывают, что для восточных долгот местное время больше гринвичского, а для западных — меньше.
• Оценивают только долготу точек, не учитывая, что в задачах про восход/заход существенно влияет и широта через продолжительность дня (особенно летом и зимой).
• Оценивают только широту, забывая, что при фиксированном гринвичском времени решающим может быть смещение по долготе (близость местного времени к полудню).
• Путают понятия «восход» и «наибольшая высота Солнца за день» — это разные моменты (местный восход и местный полдень), и логика рассуждения для них отличается.
• Не прописывают обоснование полностью: указывают только верную букву без объяснения через дату, широту, долготу — за это снижают баллы даже при верном ответе.

Как готовиться

Сначала закрепите формулу полуденной высоты Солнца и научитесь быстро определять склонение Солнца для любой даты, ориентируясь на опорные значения $0°$, $\pm23{,}5°$ и интерполяцию между ними. Затем отдельно потренируйтесь на задачах с переводом местного времени в гринвичское и обратно — это должно стать автоматическим навыком с формулой $T_{Гринвич}=T_{местное}-\lambda/15°$. Обязательно разбирайте задачи с картами часовых поясов и картами точек на контурной основе: важно уверенно снимать координаты (широту и долготу) с изображения. Решайте вариативные задачи, где меняются даты и полушария, чтобы не путать зависимости «севернее — длиннее день» летом и зимой в разных полушариях. Каждую решённую картографическую задачу оформляйте с полным письменным обоснованием, даже если ответ кажется очевидным — на экзамене оценивается именно логика рассуждения, а не только итоговая буква или число.