Крайние точки России

Крайние точки любой территории — любимый объект многих методистов и авторов учебников. Ученикам предлагают их найти, определить и иногда даже запомнить их координаты. Но, как справедливо заметила О.В. Крылова*, ученики остаются в неведении, зачем эти точки нужны, какая польза от того, что мы их знаем.

Постараемся показать, какие сведения можно извлечь из знания крайних точек России. Запоминать их координаты не нужно, надо лишь помнить, что обе северные точки страны (континентальная и островная) находятся за полярным кругом, а обе восточные — в Западном полушарии. Приводимые иногда широ'ты для восточной и западной точек и долго'ты для северной и южной не нужны, они никогда не применяются для географических построений. Если помещенные здесь координаты будут использоваться в 6-м и в начале
7-го класса, угловые минуты нужно округлить до десятых долей градуса, исходя из того, что 0,1° = 6'; угловых минут ученики обычно еще не знают (проконсультируйтесь с учителем математики). Так, следует принять, что 81°49' = 81,8°.

Северных точек у России две:

на острове Рудольфа (Земля Франца-Иосифа, мыс Флигели), 81°49' с.ш.;

на континенте — мыс Челюскин, 77°43' с.ш.

Южная точка — на границе с Азербайджаном, юго-западнее горы Базардюзю, 41°11' с.ш.

Восточных точек две:

на острове Ратманова (острова Диомида в Беринговом проливе), 169°02' з.д.;

на континенте — мыс Дежнёва, 169°40' з.д.

Западная точка — на Балтийской косе в Калининградской области, 19°38' в.д. Называют еще западную точку компактной части России, то есть без учета Калининградской области, — в Псковской области, чуть севернее стыка границ Эстонии, Латвии и России (27°17' в.д.), но при этом создается впечатление, что Калининградскую область считают как бы и не нашей; мы эту точку в дальнейшем выделять и принимать во внимание не будем.

Само понятие протяженности страны с севера на юг и с востока на запад в километрах недостаточно четко. Северная и южная точки лежат на разных долготах, поэтому, умножив разность широт на длину градуса меридиана (111,1 км), получим расстояние больше, чем сечение России по любому меридиану. Еще хуже обстоит дело с протяженностью с востока на запад: на широте Балтийской косы длина градуса параллели 64,8 км, а на широте мыса Дежнева — 45,4 км; измерить расстояние между этими точками можно лишь непосредственно по глобусу (с весьма небольшой точностью), либо учитывая и широту, и долготу каждой точки при помощи очень сложных расчетов с применением формул сферической тригонометрии — отрасли математики, о существовании которой ученики, вероятно, и не подозревают.

Но разница широт и долгот в пределах территории может сказать о многом. Если южная точка находится на 40°38' южнее северной точки (мыса Флигели) или на 36°32' (мыс Челюскин), то это значит, что в любой день года полуденная высота Солнца в южной точке будет именно на эти величины больше, чем соответственно на мысе Флигели и на мысе Челюскин; если же в этот день около горы Базардюзю Солнце в полдень поднимается над горизонтом на меньшую величину, чем разница широт, то на северной точке страны его вообще не видят. Например, 6 ноября полуденная высота Солнца в южной точке России около 33° (здесь и в таблице эти цифры приводятся с точностью до полградуса, так как сам диск Солнца имеет видимый диаметр около 0,5°, а кроме того, не учитывается преломление лучей в атмосфере, которое также зрительно несколько смещает Солнце). Вычтя из этой величины разницу широт, получим, что на мысе Флигели Солнце на 7,5°, а на мысе Челюскин на 3° ниже горизонта.

В таблице на с. 27 приведены величины, характеризующие явления, которые связаны с высотой Солнца над горизонтом для двух крайних северных точек России и для южной, а также для Москвы и Петербурга.

Солнечные лучи нагревают земную поверхность тем больше, чем меньше угол их падения; нагревание пропорционально косинусу этого угла. (Именно так: углом падения называется угол между лучом и перпендикуляром к нагреваемой поверхности.) Поэтому можно сказать, что в южной точке России в полдень 22 июня прямые солнечные лучи нагревают горизонтальную земную поверхность в 2,2 раза сильнее, чем 22 декабря. Конечно, это при безоблачном небе и при том, что отражательная способность земной поверхности одинакова. Но даже при соблюдении этих условий нельзя сравнивать общее нагревание земной поверхности на значительно различающихся широтах. Так, 22 июня на мысе Челюскин полуденная высота Солнца 36°, косинус угла падения 0,588; в южной точке России соответственно 72,5° и 0,954. Но нельзя сказать, что мыс Челюскин получает примерно в 1,6 раза меньше прямых лучей: на юге России день продолжается немного более 15 часов, а на самом севере — круглые сутки.
С другой стороны, при низком стоянии Солнца гораздо больше лучей поглощается и рассеивается атмосферой.

Время, когда солнце находится ниже горизонта, но еще не совсем стемнело, называется сумерками. Различают гражданские сумерки (Солнце менее чем на 6—7° ниже горизонта, обычно можно даже читать), навигационные сумерки (Солнце ниже горизонта на 6—12°, видно горизонт) и астрономические сумерки (Солнце ниже горизонта на 12—18°, астрономические наблюдения за звездами еще затруднены)**. Здесь мы будем говорить только о гражданских сумерках.

Продолжительность дня, продолжительность полярной ночи, полярного дня, периода непрерывной темноты и белых ночей определялись при помощи прибора, предложенного автором***. Следует помнить, что время восхода и захода Солнца, а следовательно, продолжителность полярного дня и полярной ночи зависят не только от широты, но в каждом отдельном пункте на одной и той же широте — от высоты линии горизонта, от того, закрыта ли горами какая-то часть горизонта и какая именно. Поэтому данные таблицы следует рассматривать лишь как ориентировочные, возможны небольшие отклонения. Но уверенно прослеживается тенденция: чем ближе к полюсу, тем продолжительнее полярный день и полярная ночь, тем раньше в сезоне начинаются и позже заканчиваются белые ночи.

Под полярной ночью здесь понимается период от последнего захода Солнца осенью до первого восхода весной. Фактически, хотя Солнца и не видно, на широтах примерно до 73° ближе к полудню светает в течение всей зимы, днем наступают сумерки; и только в более высоких широтах в пределах полярной ночи можно выделить период непрерывной темноты.

Продолжительность периода непрерывной темноты, когда Солнце не только все время ниже горизонта, но и не подходит к нему ближе чем на 6—7°, точно так же, как время начала и окончания белых ночей зависит не только от астрономических причин, но и от погоды: то, что при ясной погоде можно считать сумерками, в ненастье может сойти за глухую ночь.

Белые ночи — это слияние вечерних сумерек с утренними сумерками следующего дня; полная темнота в период белых ночей не наступает. За полярным кругом белые ночи предшествуют наступлению полярного дня и длятся некоторое время по его окончании, поэтому периодов белых ночей два: весной — от первой ночи, когда вечерние сумерки сомкнулись с утренними следующего дня, до первой ночи, когда Солнце не спряталось за горизонт; и осенью — от первого полного захода Солнца за горизонт до первой ночи, когда наступает темнота. Южнее полярного круга, где нет полярного дня (в нашей таблице это только Петербург), они бывают летом, начало и окончание их располагаются во времени симметрично относительно дня летнего солнцестояния.

Разницу долгот удобнее вычислять, переведя западные долготы в восточные****: идя с запада на восток, следующим после меридиана 180° считать не 179° з.д., а 181°, потом 182°, 183° в.д. Тогда восточные точки России будут иметь восточную долготу:

остров Ратманова — 190°58',

мыс Дежнева — 190°20'.

Разница долгот восточной и западной точек составит:

с учетом острова —

190°58' – 19°38ў = 171°20',

на континенте —

190°20' – 19°38' = 170°42'.

Это значит, что разница в солнечном времени участка границы на Балтийской косе с островом Ратманова составляет 11 часов 25 минут, с мысом Дежнева — 11 часов 23 минуты. Когда на западной точке российской границы полночь по солнечному времени*****, на острове Ратманова 11 часов 25 минут, а на мысе Дежнева 11 часов 23 минуты новых, уже наступивших суток. Когда наступает полночь по солнечному времени на острове Ратманова, на западной точке границы России 12 часов 35 минут предыдущих суток; на мыс Дежнева полночь приходит две минуты спустя, когда на Балтийской косе уже 12 часов 37 минут.

По принятому сейчас исчислению времени, Россия располагается в 11 часовых поясах, разница между крайними поясами 10 часов. Нередко о крайнем западном поясе забывают, потому что в нем лежит одна Калининградская область. Полночь наступает на Чукотке и на Камчатке, когда в Москве 15, а в Калининграде 14 часов предыдущих суток. Когда в Москве полночь, на Чукотке и Камчатке 9 часов утра новых суток, когда полночь приходит в Калининград, на востоке страны уже 10 часов.

На острове Ратманова полночь по среднему солнечному времени наступает в 23 часа 16 минут по поясному чукотскому времени, или в 14 часов 16 минут по московскому. На западную точку границы она приходит 11 часов 25 минут спустя, в 1 час 41 минуту по московскому времени, или в 0 часов 41 минуту по калининградскому.

С введением летнего времени весной и с его отменой осенью часы переводят на всей территории страны, и разница во времени между востоком и западом не меняется.

К.С. ЛАЗАРЕВИЧ

Автор выражает признательность за тщательную проверку статьи и сделанные замечания В.Н. Беспалову, преподавателю математики из пос. Подгоренский Воронежской области, автору многих материалов в нашей газете (Распределение солнечного света и тепла на Земле, №29/2003; Часовые пояса на территории России, №39/2001; задач, вопаросов и др.).

* О.В. Крылова. Опять эти крайние точки...//География, № 45/2003, с. 15—19.

** М.М. Дагаев. Книга для чтения по астрономии. — М.: Просвещение, 1980. — С. 35—38.

*** К.С. Лазаревич. Солнце всходит и заходит//География, № 19/1997, с. 1, 8—9.

**** К.С. Лазаревич. 190° долготы//География, № 7/2003, с. 1.

***** Мы не уточняем здесь, идет ли речь об истинном, или среднем солнечном времени; теоретически разница между тем и другим, называемая уравнением времени, постоянно изменяется, но в течение суток ее уверенно, с точностью, значительно превышающей точность наших вычислений, можно считать неизменной. Подробнее см.: К.С. Лазаревич. Московское время двенадцать часов//География, № 37/95,
с 8.

Таблица

Явления, связанные с высотой Солнца,
на крайних точках страны, в Москве и в Санкт-Петербурге