Моделирование дневного освещения и погоды
Моделирование дневного освещения в разных часовых поясах
По мере вращения Земли разные части планеты поворачиваются к Солнцу или отворачиваются от него, создавая ночь и день. Исторически многие места сохраняли местное время на основе наблюдаемых меток, таких как, самое высокое положение солнца. По мере глобализации мира стандартизированный способ определения времени стал иметь большее значение для определения времени в пути на поезде, рабочих дней, доставки грузов и многого другого. Чтобы помочь людям по всему миру лучше ориентироваться во времени, были созданы часовые пояса. Первоначально часовые пояса были обозначены примерно через каждые 15 градусов долготы, но существует множество вариаций, основанных на политических и географических решениях. Например, во время Второй мировой войны немцы, оккупировавшие Францию, перевели страну со среднего времени по Гринвичу (GMT) на Центральное европейское время (CET), чтобы следовать немецкому времени. После войны Франция так и не вернулась к GMT. Другим примером является Китай, который перешел от использования пяти часовых поясов к использованию одного часового пояса после гражданской войны в Китае в 1949 году. В результате этих изменений люди могут ощущать совершенно разное время суток и дня, даже находясь в одном часовом поясе.
- Откройте MapMaker.
- На панели инструментов в нижней части экрана щелкните кнопку 3D.
Карта открывается в 3D. Далее вы добавите слой, показывающий часовые пояса мира.
- На панели инструментов щелкните Добавить слой.
Откроется панель Добавить слой.
- На панели Добавить слой выполните поиск Time Zones. В списке результатов поиска около слоя Time Zones нажмите кнопку Добавить.
- Закройте панель Добавить слой.
Теперь на карту добавлен слой Time Zones.
- На карте приблизьтесь к Китаю. Щелкните по карте, чтобы открыть информационное всплывающее окно.
Согласно всплывающему окну, Китайское поясное время опережает среднее время по Гринвичу на 8 часов. Это значит, что если в Гринвиче, Англия, сейчас 12 часов дня, то в Пекине, Китай, сейчас 8 часов вечера. Хотя в некоторых отношениях удобно, чтобы вся страна использовала стандартное время, для людей, живущих в разных частях страны и желающих оптимизировать дневной свет, могут возникнуть некоторые проблемы. Далее вы воспользуетесь инструментом Дневное освещение, чтобы изучить разницу в продолжительности светового дня между восточным и западным Китаем.
- Закройте всплывающее окно.
- На панели инструментов в левой части экрана щелкните кнопку Открыть инструмент Дневное освещение.
Откроется панель Дневной свет. Используя этот инструмент, вы можете моделировать реалистичные сцены, показывающие дневной свет и тени, настраивая время суток, день года, наличие теней на карте и положение солнца по дате и времени.
- На панели Дневной свет переместите бегунок времени на 06:00 вечера.
Теперь на карте показано положение солнца на 06:00 по местному времени. Обратите внимание, что в восточном Китае в 18:00 наступает темнота, в то время как в западном Китае все еще светло.
- На панели дневного света используйте бегунок времени, чтобы рассмотреть следующий вопрос: сколько часов, примерно, составляет разница между восходом солнца в восточном Китае и в западном Китае?
Изучение сезонных изменений
Помимо вращения вокруг своей оси, Земля также вращается вокруг Солнца. При этом она наклоняется, что приводит к смене времён года. На полюсах сезонные изменения экстремальны: от 24 часов полного солнца и относительно мягкой погоды до 24 часов полной темноты, холода и снега. Вблизи экватора эти колебания почти отсутствуют, и вы можете их вообще не заметить. Вы изучите эти изменения с помощью MapMaker.
- В левом верхнем углу щелкните кнопку Открыть поиск.
- В поле Найти адрес или место введите Longyearbyen, Svalbard и нажмите Enter.
Карта приближается к Лонгйиру, городу на архипелаге Шпицберген в Норвегии. Это поселение является одним из самых северных на Земле. Из-за наклона Земли в Лонгйире практически нет дневного света с конца октября по начало февраля.
- Закройте окно Результатов поиска и отдалите карту, пока вы не увидите весь архипелаг Шпицберген и Северный полюс.
- На панели дневного света используйте календарь, чтобы изменить дату на день зимнего солнцестояния, 21 декабря. Перетащите бегунок времени с 12:00 до 23:59.
Что вы замечаете в количестве дневного света на Северном полюсе? Южном полюсе?
- На панели дневного света используйте календарь, чтобы изменить дату на день летнего солнцестояния, 21 июня.
День летнего солнцестояния - самая короткая ночь в году в северном полушарии.
Что вы замечаете в количестве дневного света на Северном полюсе? Южном полюсе?
- На панели дневного света переместите ползунок времени на 12:00 утра, затем нажмите кнопку Показать анимированное изображения солнца и теней в течение года.
Воспроизводится анимация, показывающая, где находится солнце в один и тот же день месяца в течение 12 месяцев в году.
- После воспроизведения анимации снова нажмите кнопку Показать анимированное изображения солнца и теней в течение года, чтобы приостановить анимацию.
Моделирование погоды в 3D
Наконец, вы смоделируете солнечный свет и погоду для города Миннеаполис, штат Миннесота, в течение дня. Используя 3D-базовую карту Топографическая, вы можете смоделировать, как тени зданий влияют на окружающую местность, как могут выглядеть условия на дорогах и многое другое.
- В левом верхнем углу карты щелкните кнопку Открыть поиск. Найдите Minneapolis, Minnesota и нажмите Enter.
- Закройте всплывающее окно Результаты поиска.
- На панели инструментов щелкните кнопку Базовые карты. На панели Базовые карты выберите базовую карту 3D здания.
- Закройте панель Базовые карты.
- Увеличивайте масштаб до центра Миннеаполиса, пока на карте не появятся трехмерные здания.
- Удерживая правую кнопку мыши, перетащите карту, чтобы наклонить ее. Наклоняйте карту до тех пор, пока не увидите здания так, как будто вы облетаете их на вертолете.
- Если необходимо, снова откройте панель Дневной свет.
- На панели дневного света используйте календарь, чтобы изменить дату на весеннее солнцестояние, 19 марта, и бегунок времени, чтобы установить время на 07:30 утра.
Что вы замечаете в тенях зданий? Под каким углом находится солнце, чтобы создать эти тени?
- На панели инструментов в левой части экрана щелкните кнопку Открыть симуляцию погоды.
- На панели Погода щелкните Дождь.
Примечание:
Если дождя не видно, приблизьтесь к городу или поверните карту еще больше.
- На панели Погода переместите бегунок Облачный покров вправо, чтобы увеличить количество облаков на небе.
- Переместите бегунок Осадки вправо, чтобы увеличить количество осадков.
- Измените погоду на Снег.
Возможность исследовать различия в дневном свете с течением времени полезна для понимания эффектов сезонности разных мест на Земле. Таким же образом, представление о вариациях погодных условий может помочь подготовиться к будущему или понять условия окружающей среды, связанные с прошлыми событиями.
Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.
