FWU Schule und Unterricht. FWU-Klassiker Tages- und Jahreszeiten. FWU das Medieninstitut der Länder

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1 FWU Schule und Unterricht DVD min, Farbe FWU-Klassiker Tages- und Jahreszeiten FWU das Medieninstitut der Länder 00

2 Lernziele nach Lehrplänen und Schulbüchern Die Rotationsrichtung der Erde kennen lernen und Folgen daraus ableiten; die Schrägstellung der Erde und die Bewegung um die Sonne als Ursache der Jahreszeiten erkennen; die Abhängigkeit der Temperatur vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen erfahren; die unterschiedlichen Tageslängen während eines Jahres erklären können; die Bedeutung der Wende- und Polarkreise auf der Erde erfahren. Vorkenntnisse Kugelgestalt der Erde; Lage (auf dem Globus) von Mitteleuropa, Skandinavien, Nord- und Südpol, des Äquators, der Längen- und Breitengrade; Begriffe senkrecht, Winkelgrad, unterschiedliche Bedeutung von Tag (Zeit des Tageslichtes, 24-Stunden Kalendertag) Zum Inhalt Inhalt des Films 1. Einstieg: Satellitenaufnahmen der Erde wechseln mit der Darstellung von Gegenständen und deren Schatten in Mitteleuropa, in den Tropen und im Polarbereich. 2. Problemstellung und Erarbeitung: Welche Bedeutung hat die Drehung der Erde? Wechsel von Tag und Nacht. 3. Problemstellung und Erarbeitung: Welche Bedeutung haben die Schrägstellung der Erdachse und der Umlauf um die Sonne? Die Schrägstellung ergibt den unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, die Bewegung um die Sonne führt bei gleich bleibender Schräglage der Erdachse zu den Jahreszeiten der Mittelbreiten. 4. Erarbeitung besonderer Situationen: Der kürzeste Tag der Nordhalbkugel (21.12) führt zu den Begriffen Polarkreis und Polarnacht. Ein halbes Jahr später (21.06.) herrscht auf der Nordhalbkugel 2 der Polartag. Auf der Südhalbkugel sind die Verhältnisse umgekehrt. 5. Situationen im tropischen Bereich: Sommersonnenwende am am Nördlichen Wendekreis, Wintersonnenwende am am Südlichen Wendekreis. 6. Zusammenfassung: Der Film endet mit der in die Nachbesprechung überleitenden Frage Was bedeuten Schrägstellung und Drehung der Erde?. Weitere Informationen Der Film versucht Sachverhalte und Vorgänge deutlich zu machen, die auf drei Tatsachen beruhen: Die Erde dreht sich täglich einmal um die eigene Achse (Rotationsgeschwindigkeit am Äquator = 1666 km/h). Die Erde bewegt sich in einem Jahr einmal um die Sonne (mittlere Rotationsgeschwindigkeit auf der 936 Mio. km langen Bahn =29,8 km/s). Die Erdrotationsachse (= Erdachse) ist gegen die Ebene geneigt. Dadurch entstehen die Tageszeiten, die Jahreszeiten der mittleren Breiten, Polarsommer und -winter, -tag und -nacht; abhängig davon sind Vorgänge innerhalb der Wendekreise, die Wanderung der Hoch- und Tiefdruckgebiete. Da die mögliche Sonnenscheindauer über das Jahr hin an allen Punkten der Erde gleich groß ist (Äquator 365mal 12 Std., Pol _ Jahr), müssen die Klimaunterschiede auf die Einstrahlung zurückgeführt werden. Die Stärke der Sonnenstrahlung nimmt pro Flächen- und Zeiteinheit zu den Polen hin ab. Außerdem sind wirksam: Bewölkung, Absorption durch den längeren Weg der Strahlung in höheren Breiten, unterschiedliche Albedo (z. B. bei Schnee, Wasser oder Sandboden). Aufgrund der großen Abkühlung in der Polarnacht braucht dieser Bereich lan-

3 ge, bis er sich im Polarsommer wieder erwärmt. 1. Die Tageszeiten Die auffälligste Erscheinung ist sicher die tägliche scheinbare Wanderung der Sonne mit den sich verändernden Schattenrichtungen und -längen. Die Phänomene Morgen, Mittag, Abend und Nacht lassen sich durch Modellversuche erklären. Die unterschiedlichen Zeiten von Helligkeit und Dunkelheit aufgrund der Schrägstellung der Erdachse und der jeweiligen Stellung auf der Umlaufbahn kann von Schülern auch durch Ausmessen erfasst werden (Tab.1) Tab.1: Unterschiedliche Helligkeit Kassel Sonnenaufgang 6.23 Uhr 4.05 Uhr 6.05 Uhr 8.25 Uhr Sonnenuntergang Uhr Uhr Uhr Uhr Tab.2: Geographische Breite und Tageslänge 23, ,5 90 längster Tag 13 h 30 min 14 h 51 min 16 h 09 min 24 h 186 Tage kürzester Tag 10 h 30 min 9 h 09 min 7 h 51 min 0 h 0 h Nimmt man auf einer anderen geographischen Breite einen neuen Punkt an, so lassen sich auch die unterschiedlichen Tageslängen zum gleichen Zeitpunkt erkennen (vgl. Tab.2). Die Eigendrehung der Erde führt auch zu Passaten, der Windbewegung in den Westwindzonen, der Abplattung der Erde und der Einteilung der Erde in Zeitzonen von jeweils 15 Mediangraden. 2. Die Jahreszeiten Die Ursache für die Jahreszeiten beruht darauf, dass die Ebene der Ekliptik, d. h. die Schnittlinie der Erdbahnebene mit der Himmelskugel, gegen die Ebene des Erdäquators und damit gegen die des Himmelsäquators entsprechend der Neigung der Erdrotationsachse um geneigt ist. Dieser Winkel wird als Schiefe der Ekliptik bezeichnet (Neef). Schrägstellung und Bewegung der Erde um die Sonne sind die Ursachen der Jahreszeiten, der Wind-, Klima- und Vegetationszonen. All dies beeinflusst das Leben der Menschen in starkem Maße. Die Umlaufbahn der Erde hat die Form einer Ellipse. Bei einer Bahnlänge von 936 Mio. km erreicht die Erde die größte Sonnennähe (= Perihel) etwa am 2. Januar (ca. 147 Mio. km) und die größte Sonnenferne (= Aphel) etwa am 2. Juli (ca. 152 Mio. km). In der Sonnenferne bewegt sich die Erde langsamer. Daher ist auf der Nordhalbkugel das Sommerhalbjahr um 7 Tage 16 Std. länger als das Winterhalbjahr. 3. Vorgänge in den Polarbereichen Kennzeichen dieser Erdgegenden ist, dass jenseits der Polarkreise Tag und Nacht jeweils länger als 24 Std. sein können. Am Nordpol beginnt die Polarnacht mit der herbstlichen Tag- und Nachtgleiche am und dauert bis zum ; am Südpol 3

4 ist zur gleichen Zeit Polartag. Am beginnt dann am Nordpol der Polartag, während am Südpol die Polarnacht einsetzt. Innerhalb des Polartags ist die Mitternachtssonne zu sehen, wenn während der jeweiligen Sommerzeit die Sonne nicht mehr unter den Horizont sinkt. Je größer der Abstand zum Pol, desto kürzer die Zeiten von Mitternachtssonne oder Polartag (vgl. Tab.3) Tab. 3 Nördliche Breite Tage ohne Sonnenuntergang Tage ohne Sonnenaufgang (=Polartag) (=Polarnacht) 66, (nach Harms Handbuch der Erdkunde, Bd. VII (VIII): Physische Geographie) 4. Vorgänge innerhalb der Wendekreise Die scheinbare Wanderung der Sonne zwischen den Wendekreisen führt zur Verlagerung des äquatorialen Tiefdruckgürtels, wodurch die nördlich und südlich anschließenden Druckgürtel ebenfalls Verschiebungen erfahren. Innerhalb der Wendekreise treten dadurch die Regen- und Trockenzeiten auf. Zur Verwendung Methodische Hinweise 1. Einstiegsmöglichkeiten Zu Tag und Nacht : Im Winter: Warum wird es jetzt schon so früh dunkel? Warum ist es jetzt am Morgen noch so dunkel? Warum gibt es Tag und Nacht? Warum sind unsere Schatten im Laufe eines Tages so unterschiedlich lang? Im Sommer: Warum ist es jetzt schon so früh hell? Warum ist es am Abend noch so lange hell? Zu den Jahreszeiten: Bericht eines Schülers, der im Winter zum Baden fliegt (Problem: Warum ist es auf der Erde nicht überall gleich warm bzw. kalt?) Kalenderbild des Januar oder Juli aus einem Land der Südhalbkugel (Problemstellung: Warum ist es bei uns im Sommer länger hell als im Winter? Betrachten einer Temperaturkurve (warum ist es bei uns im Sommer warm und im Winter kalt?). 2. Filmdarbietung und -arbeit: Sicherung des Wissens (1): Die Jahreszeiten auf der Nord- und der Südhalbkugel; die Positionen des Südpols im Sommer bzw. im Winter (sonnenzugewandte/sonnenabgewandte Seite); die unterschiedlichen Temperaturen während der Jahreszeiten. Mögliche Versuche zur Wiederholung oder Sicherung: Arbeit mit dem Tellurium, dem Globus oder einem anderen runden Gegenstand mit Achse und einer Lichtquelle. Bedeutung 4

5 der Erddrehung: Sie bedingt Tag und Nacht, die Zeitzonen, die wechselnde Erwärmung der Erde. Wir bestimmen die Sonnenhöhe jeweils zur Mittagszeit in verschiedenen Monaten (Langzeitbeobachtung) und sehen, dass sich der Einfallswinkel ändert. Wir halten ein Blatt mit einem kleinen Loch zwischen Globus und Lichtquelle und erkennen, dass in höheren Breiten die gleiche Licht- und Wärmemenge auf eine viel größere Fläche verteilt ist als am Äquator. Sicherung des Wissens (2): von Polartag und Polarnacht, von den unterschiedlichen Tageslängen. Der Begriff Entstehung der Jahreszeiten ist komplex und aus einer Vielzahl anderen Begriffe aufzubauen: Bewegung der Erde um die Sonne, Neigung der Erdachse, Erdbahnebene. Welche Folgen hat die tägliche Erddrehung? Was wäre die Folge, wenn sich die Erde nicht drehen würde? Die Schüler sollen am Modell demonstrierend einzelne Jahreszeiten darstellen und deren Kennzeichen beschreiben. Was wäre auf der Erde anders, wenn es keine Schrägstellung der Erde geben würde? (Tag- und Nachtlängen stets 12 Std.; an den Polen wäre immer Tag. In den Klimazonen der Erde nur Tagesschwankungen der Temperatur, keine Jahreszeiten.)Was wäre, wenn sich die Erde nicht drehen würde und keine Schrägstellung der Erde vorhanden wäre? (Nur eine Seite wäre beleuchtet, mit allen Folgen für die Temperaturen, die Bewohnbarkeit, das Pflanzenwachstum.) Nenne die Monate des Südwinters (Südsommers). Nenne Länder, die am Äquator, an den Wendekreisen liegen. Warum ist es im Sommer bei uns etwa 16 Std., im Winter aber nur etwa 8 Std. hell? Produktion Eva Mause, Linden, im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, Grünwald 1982 Buch Dr. Günther Ketzer Eva Mause Trick Eva Mause Begleitkarte Dipl. Geogr. Werner Stroppe Fachberatung Dipl. Geogr. Werner Stroppe Bildnachweis Mihail Orlov Fotolia.com (oben) Stanisa Martinovic Fotolia.com (unten) Pädagogische Referentin im FWU Dr. Günter Ketzer, Karin Beier (1991) Verleih durch Landes-, Kreis- und Stadtbildstellen Verkauf durch FWU Institut für Film und Bild, Grünwald Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2008 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (0 89) Telefax (0 89) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 5

6 FWU Schule und Unterricht DVD mit Kapitelanwahlpunkten 13 min, Farbe FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (0 89) Telefax (0 89) info@fwu.de Internet zentrale Sammelnummern für unseren Vertrieb: Telefon (0 89) Telefax (0 89) vertrieb@fwu.de FWU-Klassiker Tages- und Jahreszeiten Der hauptsächlich aus Trickaufnahmen bestehende Film zeigt eine sich drehende, schräg stehende und im Laufe des Jahres um die Sonne wandernde Erde. Aufgrund dieser modellhaft simulierten Bewegungen werden die Erscheinungen von Tag und Nacht, der Jahreszeiten, des Polartags und der Polarnacht erläutert. Ebenso werden die Begriffe Nördlicher und Südlicher Wendekreis, Sommer- und Wintersonnenwende und Polarkreis veranschaulicht. Bei diesem Film handelt es sich um eine FWU-Produktion aus dem Jahr Schlagwörter Polarkreis, Jahreszeiten, Wendekreis, Sonnenwende, Erde, Sonne Laufzeit: 13 min Kapitelanwahl auf DVD-Video Sprache: Deutsch Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC DVD-Laufwerk und DVD-Player-Software, empfohlen ab Windows 98 Geographie Erde Erde als Himmelskörper, Astronomie Physik Astronomie Himmelsmechanik Allgemeinbildende Schulen (5-10) Sonderschule GEMA Alle Urheber- und Leistungsschutzrechte vorbehalten. Nicht erlaubte/ genehmigte Nutzungen werden zivil- und/oder strafrechtlich verfolgt. LEHR- Programm gemäß 14 JuSchG