Syllabus
Syllabus přednášky (představuje i tématické okruhy ke zkoušce):
- Matematická geografie jako nauka, její pojetí a význam pro geografické disciplíny a stručná její historie. Geografické poznatky v kosmogonických hypotézách od starověku po současnost.
- Vesmír, Galaxie, hvězdy, exoplanety, sluneční soustava a postavení Země v ní. Základy planetologie. Hlavní zákony nebeské mechaniky. Nebeská sféra. Zdánlivé pohyby nebeských těles, zejména hvězd, Slunce a planet. Zemská atmosféra - refrakce, scintilace, extinkce, vjem bílého dne.
- Vývoj a stavba Slunce, planet a dalších těles sluneční soustavy. Vliv Slunce na děje na Zemi. Sluneční cykly, Wolfovo číslo, solární irradiace. Charakteristika komet, asteroidů a impaktových událostí na Zemi.
- Tvar a velikost Země. Zjišťování tvaru Země: důkazy kulatosti a měření rozměrů a hmoty planety. Definice geoidu a referenčního elipsoidu. Zeměpisná síť. Zeměpisné a astronomické souřadnice. Výpočty na referenční kouli, sférická trigonometrie. Obzorníkové a rovníkové souřadnice, určování zeměpisné šířky.
- Stavba Země. Desková tektonika. Zemětřesení.
- Pohyby Země: Oběh Země kolem Slunce, rotace Země kolem osy, pohyb kolem barycentra. Zemská osa. Střídání ročních období. Soumrakové jevy, bílé noci, polární dny a noci. Pohyb zemské osy - změna sklonu zemské osy, precese a nutace. Změna výstřednosti ekliptiky. Důsledky pohybů Země. Etraterestriální insolace. Milankovićovy cykly a kvartérní kolísání klimatu.
- Soustava Země - Měsíc. Měsíc, jeho charakteristika, pohyby a měsíční fáze. Zatmění Slunce a Měsíce, specifika jejich pozorování, význam pro historická datování. Příčiny vzniku a proměnlivosti slapových jevů, velikost a geografické důsledky dmutí. Lunární den.
- Základní charakteristiky geofyzikálních polí Země: a) gravitační a tíhové pole Země - tíhové zrychlení, úniková rychlost, gravimetrie, tvar Země, geoid, rozložení hmoty; b) tepelné pole Země - vnitřní zdroje tepla, hustota tepelného toku, geotermický gradient, konvekce, tepelná historie Země, vulkanismus; c) magnetické pole Země - fyzikální podstata, magnetická deklinace a inklinace a jejich variabilita v prostoru a čase, magnetosféra, její stavba a význam pro život na Zemi, polární záře, paleomagnetismus, magnetické anomálie; d) elektrické pole Země - elektrodynamické a elektrostatické pole, elektrické výboje v atmosféře, vnitřní elektrické pole Země, telurické proudy.
- Definice a měření slunečního, hvězdného a atomového času, historie tvorby a využívání kalendářů. Určování zeměpisné délky.
- Čas a kalendáře. Historie vývoje měření času. Kalendáře a jejich principiální základy. Tropický rok, siderický rok. Synodický a siderický měsíc. Pravý a střední sluneční čas. Moderní měření času - standardizace. GMT, UTC, TAI. Časová pásma. Určování zeměpisné délky. Určování geologického času. Čas a GPS
Syllabus cvičení, která jsou zaměřena na praktické výpočty, konstrukci a využívání základních pomůcek:
- Shrnutí středoškolských poznatků o sluneční soustavě: Nebeská mechanika, Keplerovy zákony, Newtonův gravitační zákon. Dráhové elementy planet, výpočty vzdáleností ve vesmíru.
- Nebeská sféra; orientace na nebeské sféře; astronomické souřadnice a jejich význam pro budování zeměpisných souřadnic; transformace souřadných systémů. Určení azimutů a výpočet délky oblouku těles na nebeské sféře. Práce s pomůckou pro určování drahových charakteristik nebeských těles.
- Hvězdná obloha; práce s otáčivou mapou hvězdné oblohy; klasifikace hvězd; souhvězdí; zdánlivé pohyby těles na nebeské sféře; měření úhlových vzdáleností
- Zeměpisné souřadnice. Výpočty a měření vzdálenosti na glóbu; Eratosthénův vztah, ortodroma; loxodroma. Astronomické určování zeměpisné šířky. Dohlednost. Dopplerův jev.
- Tvarové a objemové charakteristiky Země; šíření zemětřesných vln - Snellův zákon; určení magnituda pro dané místo na povrchu; úhlová a obvodová rychlost; Archimedův zákon a isostáze. Gravitační a tíhové pole Země, výpočet tíhového zrychlení pro dané místo na Zemi.
- Sluneční hodiny a jejich konstrukce. Vztah mezi pravým slunečním a pásmovým časem. Určení zeměpisné délky z rozdílu místních časů.
- Stanovení množství dopadajícího záření v závislosti na zeměpisné šířce a ročním období. Soumrakové jevy; lom paprsků; refrakce; výpočet počátku a konce občanského soumraku; výpočet trvání polárních dnů a nocí pro dané rovnoběžky.
- Zápočtový test.
Annotation
Mathematical geography covers a wide range of knowledge on the shape, size, movements, structure and other physical features of the Earth related to geographical phenomena. It is concerned with a basis of terrestrial astronomy, geophysics, geodesy and physical geography.
Present-day opinions on the evolution of the Sun, planets, and other bodies of the solar system are presented. Position of the Earth, the Solar System and our Galaxy in the universe as a whole is discussed.
Considerable attention is devoted to geographical aspects of movements of the Earth, Moon and Sun, and to eclipses, tides and measurements of time. Principles of gravimetry, seismology, geomagnetism, thermal and electric fields of the Earth are explained.