PředmětyPředměty(verze: 953)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Matematická geografie - MZ330P47Z
Anglický název: Mathematical Geography
Český název: Matematická geografie
Zajišťuje: Katedra fyzické geografie a geoekologie (31-330)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: RNDr. Marek Křížek, Ph.D.
Vyučující: doc. RNDr. Zbyněk Engel, Ph.D.
RNDr. Filip Hartvich, Ph.D.
prof. RNDr. Jan Kalvoda, DrSc.
RNDr. Marek Křížek, Ph.D.
RNDr. Miroslav Šobr, Ph.D.
Anotace -
Předmět se zabývá základy matematické geografie a přináší esenciální poznatky o naší planetě pro dílčí obory geografie a ostaních geověd. Stručně je představen současný stav poznatků fyzikální kosmologie a astronomie, zejména ve vztahu k postavení Země, Sluneční soustavy a Galaxie ve vesmíru. Dále jsou popsány základní fyzikální jevy probíhající na Zemi a v jejím bližším a vzdálenějším kosmickém okolí, které ovlivňují abiotické a biotické složky krajiny, včetně zprostředkovaného vlivu na lidskou společnost. Jsou vysvětlena měření tvaru, rozměrů a hmoty Země, jsou definovány geoid a referenční elipsoid a jsou popsány v současné době používané druhy souřadnicových systémů a výpočty na referenční kouli. Jsou představeny základy geofyzikálních polí s ohledem na jejich vliv a interakci s krajinnou sférou. Podrobně jsou probrána témata měření času a tvorby kalendářů. Zvláštní pozornost je věnována geografickým aspektům pohybů Země, Měsíce a Slunce, zatmění a slapovým jevům, základům gravimetrie, seizmiky, geomagnetismu a studia tepelného a elektrického pole Země. Cvičení z předmětu Matematická geografie jsou zaměřena zejména na praktické výpočty, konstrukci a využívání základních pomůcek.
Poslední úprava: Křížek Marek, RNDr., Ph.D. (25.09.2020)
Literatura

 Literatura

Brázdil, R. a kol. (1988): Úvod do studia planety Země. SPN, Praha. 365 s.

Brázdil, R., Mucha, L., Okáč, Z. (1981): Matematická geografie. Praha. 273 s.

Čapek, R. (1992): Planetární geografie. Karolinum, Praha. 84 s.

Emiliani C. (1992): Planet Earth: cosmology, geology, the evolution of life and environment. - Cambridge University Press, Cambridge. 718 s. (vybrané kapitoly)

Hvězdářská ročenka (aktuální vydání). Academia, Praha.

Macháček, M. (2004): Fyzika pro gymnázia – Astrofyzika. Prometheus, Praha, 143 s. Melosh, H.,J. (2011): Planetary surface processes. Cambridge University Press, Cambridge, 500 s. (vybrané kapitoly)

Vanýsek V. (1980): Základy astronomie a astrofyziky. Academia, Praha, 541 s.

 

Další odborná literatura je doporučována ke studiu v průběhu přednášek a cvičení, zejména jde o přehledové články v časopisech Nature, Science, Icarus a výukově zaměřené články např.:

Engel, Z. (2006): Zeměpisné souřadné systémy. Geografické rozhledy. roč. 16, č. 2, s. 2-3. Křížek, M. (2003): Zatmění Měsíce a Slunce, Geografické rozhledy, 12, č.4, s. 90-91. Křížek, M. (2004): Pohyby Země a klima. Geografické rozhledy,roč. 14, č.2, s. 30-31. Křížek, M. (2006): Jak vznikal náš kalendář. Geografické rozhledy. roč. 15, č. 4, s. 2-4. Křížek, M. (2006): Navigace podle hvězd. Geografické rozhledy. roč. 16, č. 2, s. 4-5. Křížek, M. (2007): Zemětřesení. Geografické rozhledy. roč. 17, č. 2, s. 2-3. Křížek, M. (2015): Gravitace a tíhové pole Země. Geografické rozhledy, roč. 24, č. 4, s. 2-3. Křížek, M. (2016): Slunce, Měsíc a mořské dmutí. Přírodovědci.cz, roč. 5, č. 3, s. 20-21. Křížek, M. (2016): Přírodní cykly. Geografické rozhledy, roč. 26, č. 2, s. 2-3. Křížek, M. (2017): Voda ve sluneční soustavě. Geografické rozhledy, 27, 1, s. 30-33. Křížek, M. (2019): Oběh Země kolem Slunce. Geografické rozhledy, 28, 3, s. 4-9. Křížek, M. (2019): Magnetické pole Země. Přírodovědci.cz,roč. 8, č. 4, s. 12-13. Křížek, M. (2020): Slunce hýbe časem. Vesmír, 99, 10, s. 586‒587, Křížek, M. (2021): Železnice a čas. Geografické rozhledy, 31, 2, s. 18‒21. Křížek, M., Šobr, M. (2022): Barvy nebe. Geografické rozhledy, 32, 2, s. 4‒5.Šobr, M. (2006): Jak se měří čas. Geografické rozhledy. roč. 15, č. 4, s. 8-9. Šobr, M., Křížek, M. (2022): Roční a denní pohyby Slunce a hvězd po obloze. Geografické rozhledy, 32, 2, s. 6‒9. Šobr, M., Křížek, M. (2022): Optické jevy na obloze způsobené rozptylem světla na vodních kapičkách. Geografické rozhledy, 32, 2, 1. strana přebalu.



Poslední úprava: Křížek Marek, RNDr., Ph.D. (02.10.2023)
Požadavky ke zkoušce

Podmínkou udělení zápočtu je účast na cvičeních, vypracování zadaných úloh v požadované kvalitě a úspěšné vykonání písemného testu.

Podmínkou účasti na zkoušce je získání zápočtu.

Podmínka absolvování předmětu: úspěšné vykonání zkoušky.

 

Poslední úprava: Křížek Marek, RNDr., Ph.D. (23.06.2021)
Sylabus

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.

Poslední úprava: Křížek Marek, RNDr., Ph.D. (01.06.2022)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK