1. POZIOMICA W METODYCE NAUCZANIA-UCZENIA SIĘ
Czytanie rysunku poziomicowego nastręcza uczniom sporo trudności. Wynikają one
przede wszystkim z braku umiejętności widzenia, a raczej wydobycia trzeciego wymiaru z
płaszczyzny dwuwymiarowej. Tę zdolność trudno rozwinąć bez zaangażowania wyobraźni
przestrzennej, którą uczniowie mają opanowaną w niejednakowym stopniu. Na taki stan
rzeczy z jednej strony wpływa różna predyspozycja percepcyjna uczniów (czynnik
wewnętrzny), a z drugiej – brak odpowiednich ćwiczeń kierujących procesem odbioru i
przetwarzania treści zawartych w materiale ikonograficznym (czynnik zewnętrzny).
Do najczęściej popełnianych przez uczniów błędów należą: nieprawidłowa
interpretacja wysokości punktów znajdujących się pomiędzy poziomicami, brak skojarzenia
zmieniających się odstępów pomiędzy poziomicami ze zmianą nachylenia terenu,
przypisywanie jednakowej wysokości nad poziom morza całemu przedziałowi
wysokościowemu (szczególnie widoczne przy konstrukcji profilu) oraz niepoprawne
wyznaczanie dolin oraz grzbietów na podstawie układu poziomic. Aby uniknąć powyżej
nadmienionych jak również innych błędów warto poświęcić odrobinę czasu na staranne
przygotowanie się do zajęć. Pomocą służyć ma treść niniejszego rozdziału, który składa się z
dwóch zasadniczych części. W pierwszej z nich znajdziemy odrobinę niezbędnej teorii na
temat poziomicy, w drugiej natomiast przejdziemy do ćwiczeń praktycznych wykonywanych
przez uczniów zarówno w terenie, jak i w pracowni geograficznej.
3.1. POZIOMICA W METODYCE NAUCZANIA-UCZENIA SIĘ – TEORIA
Poziomice są wynalazkiem, który pozwala wyobraźni człowieka na przekształcenie
płaskiego obrazu przedstawionego na mapie w obraz przestrzenny, trójwymiarowy. Kto widzi
je po raz pierwszy, nie dostrzeże w nich nic nadzwyczajnego, jedynie kręte linie tworzące
swoistego rodzaju labirynty. To pierwsze, niekorzystne wrażenie wynika przede wszystkim z
braku podstawowych informacji na temat poziomicy. A przecież te niepozorne linie o
zróżnicowanym przebiegu czynią treść mapy jakże bogatszą. Każde wygięcie układu
poziomic coś oznacza: raz będzie to dolina o łagodnych zboczach, innym razem strome
pasmo górskie z przełęczami, a jeszcze indziej pojedynczy pagórek bądź kotlina. Istotne są
także odległości pomiędzy sąsiadującymi ze sobą poziomicami. Ich interpretacja pozwala
m.in. na określenie stopnia pochyłości przedstawianego na mapie terenu.
1
2. Nie bójmy się zatem poświęcić więcej czasu na naukę o poziomicy. Pozwólmy
naszym uczniom na przeżycie czegoś ciekawego. Przy realizacji tej niezmiernie wdzięcznej
tematyki naprawdę jest to możliwe Stwórzmy warunki, aby podopiecznych (zwłaszcza tych
najmłodszych) wręcz oczarować poziomicą. Zdając sobie sprawę, że proces przeobrażenia
poziomic w rzeczywistość trójwymiarową w umyśle ucznia nie jest zabiegiem łatwym, autor
zamieszcza poniżej szereg tajników „świata poziomicy”. Ich poznanie (najpierw przez
nauczyciela, a później ucznia) pozwoli na swobodniejsze poruszanie się w niniejszej
problematyce.
Informacje, które uczniowie winni posiąść na temat poziomicy to:
Poziomica łączy punkty wyniesione na
Wysokości bezwzględne wyznacza się w stosunku do
tę samą wysokość nad poziom morza średniego poziomu morza, określonego na podstawie
wieloletnich obserwacji. Zauważmy jednak, że poziomy
(izohipsa) lub położone poniżej jego te nie są jednakowe dla mórz i oceanów na świecie. Co
więcej, nie są również takie same w obrębie jednego
poziomu (izobata). morza. Dlatego państwa wyprowadzają pomiary od
różnych wodowskazów. W Polsce wysokości n.p.m.
Poziomica jest linią zamkniętą. mierzy się od poziomu M. Bałtyckiego na wodowskazie
w Kronsztadzie (rosyjski port morski na wyspie Kotlin
Najlepiej widoczne jest to na mapach
w Zatoce Fińskiej).
przedstawiających duże obszary
(sięgnijmy po atlas i poszukajmy map hipsometrycznych świata lub poszczególnych
kontynentów). W przypadku map mniejszych obszarów poziomica niejednokrotnie
kończy się wraz z ramką mapy – co wcale nie znaczy, że w terenie nie biegnie dalej, by w
pewnym punkcie nastąpiło jej domknięcie.
Dwie różne poziomice nie przecinają
a)
się. Uwaga! Jeśli w terenie występuje
300
300
240
280
240
220
280
300
260
200
260
280
220
200
260
240
220
200
pionowe urwisko, wówczas na mapie
poziomice nakładają się na siebie i aby
je wyraźnie odróżnić stosuje się
b)
dodatkowe „ząbkowanie” na tychże
nałożonych poziomicach.
Odstępy między poziomicami
wskazują na charakter prezentowanych
form terenu. Względnie duże
odległości pomiędzy poziomicami są Ryc. 6. Opis liczbowy poziomic (a) oraz linia spadku (b)
– informacje niezbędne do określenia kierunku spadku.
tam, gdzie zbocze jest łagodne, a małe
– gdzie strome (ryc. 6a).
2
3. Kierunek spadku można określić odczytując wartości liczbowe opisujące poziomice (ryc.
6a), bądź na podstawie tzw. kreski poziomicowej (linii spadku) (ryc. 6b).
Formy wypukłe na mapach/rysunkach poziomicowych można rozpoznać jeżeli zamknięte
poziomice opisane są wartościami wysokości bezwzględnych wzrastającymi ku środkowi,
bądź gdy kreska poziomicowa, w którą zaopatrzona jest poziomica, skierowana jest na
zewnątrz. Z kolei formę wklęsłą można rozpoznać, jeżeli zamknięte poziomice opisane są
wartościami malejącymi ku środkowi, bądź gdy kreska poziomicowa, w którą zaopatrzona
jest poziomica, skierowana jest do środka (ryc. 6b).
Opisy liczbowe poziomic stosuje się tak gęsto, aby można było bez większych problemów
określić wartość dowolnej poziomicy. Umieszcza się je w przerwach na poziomicach w
ten sposób, aby ich podstawa wskazywała kierunek spadku terenu.
Poziomica pozwala odczytać wysokości bezwzględne punktów (w m n.p.m. – czyt. metry
nad poziom morza, lub w m p.p.m. – czyt. metry poniżej poziomu morza), a na ich
podstawie umożliwia określić wysokości względne prezentowanych na mapie obiektów
(np. wysokość wzgórza od podnóża do
szczytu) oraz różnice wysokości pomiędzy
C
dowolnymi punktami (ryc. 7). Obliczoną
D
wys. względną określa się w metrach (m). A
B
Chcąc określić wysokość bezwzględną E
poziom morza
punktu znajdującego pomiędzy
poziomicami, należy dokonać oceny
Ryc. 7. Wysokość bezwzględna (A, E) i wysokość
odległości tegoż punktu w stosunku do względna (B, C, D) na profilu.
sąsiednich poziomic.
Pojedyncza poziomica nie pozwala na określenie fizjonomii rzeźby terenu. Nawet kąt
nachylenia terenu może być obliczony jedynie na podstawie dwóch sąsiednich poziomic
(zakładając, że spadek pomiędzy nimi jest stały). Do przedstawienia zróżnicowanej
rzeźby terenu niezbędny jest zatem zespół poziomic.
Różnica wysokości sąsiednich
Szereg poziomic o wzrastającym wraz z wysokością cięciu
poziomic nosi nazwę cięcia poziomicowym nazywamy skalą poziomicową. Jako przykład
przytoczmy skale poziomicowe przyjęte dla map
poziomicowego. Uzależnione jest hipsometrycznych Polski, które możemy znaleźć we
współczesnych atlasach przeznaczonych do nauki geografii i
ono od skali i przeznaczenia mapy, przyrody. Zastosowane stopniowe zwiększanie cięć wraz z
wysokością m.in. pozwoliło na dokładniejsze przedstawienie
oraz od charakteru rzeźby terenu. rzeźby nizin.
3
4. Przydatne informacje do opisu rzeźby terenu:
Rozróżniamy dwie zasadnicze grupy form terenu: formy wypukłe oraz formy wklęsłe.
Pagórek to niewielkie (od kilku do kilkunastu metrów) wzniesienie terenu zwykle o
łagodnych stokach. Wzgórze to również wypukła forma terenu o wysokości względnej od
20 do 300 metrów. Wreszcie góra – wypukła forma terenu o wysokości względnej
przekraczającej 300 metrów.
Wzniesienia wydłużone nazywamy grzbietami, z kolei linię biegnącą przez punkty
szczytowe grzbietu nazywamy linią grzbietową. Obniżenie grzbietu tworzy tzw. siodło.
Najniższe części siodeł na głównych grzbietach górskich to przełęcze.
Najwyższy punkt góry nazywa się szczytem, część górna to wierzchołek, część środkową
pochyloną ku poziomowi nazywamy stokiem, natomiast część najniższą góry stanowiącą
przejście do otaczającego terenu nazywamy stopą góry, z kolei płaszczyznę otaczającą
stopę stanowi podnóże góry.
Cechy góry zależą do kształtów wierzchołków i stoków. Rozróżniamy następujące
kształty wierzchołka: płaski (na którym szczyt wyraźnie się nie zaznacza), kopulasty lub
stożkowy.
Nagie wierzchołki gór skalistych, zależnie od kształtu, to turnia, grań, bądź grzebień.
Stoki gór, ze względu na kąt nachylenia, dzielą się na: łagodne (1o – 9o), spadziste (10o –
24o), strome (25o – 44o) oraz urwiste (45o – 59o). Ponadto wyróżnione zostały ściany (60o
– 89o) oraz przewieszki (ponad 90o).
Wielkość nachylenia stoku w różnych jego miejscach decyduje o jego kształcie.
Wyróżniamy następujące stoki: jednolite, wklęsłe, wypukłe, terasowate, nierówne
(złożone).
Rozległe wzniesienia o płaskich wierzchołkach nazywają się płaskowyżami.
Pod względem ukształtowania powierzchni rozróżniamy teren: równinny - nie płaski jak
przyjęło się powszechnie określać (np.: Żuławy Wiślane, Dolina Dolnej Warty),
pagórkowaty (np.: Pojezierze Kaszubskie, Pojezierze Suwalskie), pofałdowany (np.
Roztocze), podgórski (np. Pogórze Karpackie), górski (np.: Góry Świętokrzyskie, Sudety,
Karpaty) oraz wysokogórski (np. Tatry).
W sąsiedztwie form wypukłych, jako ich przeciwieństwo, znajdują się formy wklęsłe.
Przykładem formy wklęsłej terenu jest dolina. W terenie górskim szukać ich należy
pomiędzy sąsiednimi grzbietami, a w terenie równinnym – pomiędzy wyniosłościami.
Elementami doliny rzecznej są: koryto rzeczne, dno doliny, zbocze doliny.
4
5. Na równinach o podłożu lessowym, wskutek erozyjnej działalności wody powstają:
wąwozy, jary lub parowy.
Zamknięte wklęśnięcia terenu o kształcie okrągłym nazywa się kotlinami. Położone są
zazwyczaj pomiędzy łukowato zagiętymi grzbietami pasm górskich. Mniejsze formy tego
typu w terenie krasowym powstają wskutek zapadnięcia się terenu nad podziemnymi
pieczarami wypłukanymi przez wody gruntowe. Należą do nich jamy, leje, itp.
Rzeźba terenu na mapach topograficznych:
Rzeźbę terenu na mapach topograficznych przedstawia się a)
za pomocą: rysunku poziomicowego (ryc. 8a), sygnatur,
rysunku skał i punktów wysokościowych (ryc. 8b).
Na mapach topograficznych korzysta się z trzech rodzajów b)
wąwóz
poziomic: zasadniczych, pomocniczych i uzupełniających
(ryc. 8c). skarpa (urwisko)
W zależności od skali mapy stosuje się różne cięcia wał lub grobla
poziomicowe. Na mapie w skali 1:10 000 przyjętymi
interwałami pomiędzy poziomicami są następujące kopiec lub hałda, dół
wartości: 5, 2,5 i 1,25 m (ryc. 8d), a na mapie 1:50 000 –
skałka, skały
10, 5 i 2,5 m.
punkt wysokościowy
W celu zwiększenia czytelności rysunku poziomicowego
c)
niektóre poziomice zasadnicze są pogrubiane (ryc. 8c), np. poziomica zasadnicza
pogrubiona
w skali 1:10 000 co 10 m. poziomica pomocnicza
Nie zawsze poziomice pomocnicze i uzupełniające poziomica uzupełniająca
wprowadza się na mapę. Nanosi się je jednak zawsze tam,
gdzie pozwalają one uszczegółowić obraz rzeźby poziomica zasadnicza
przedstawianego terenu.
Umowne znaki sygnaturowe stosuje się przy oznaczeniach
d)
tych form terenu, których nie można ukazać przy pomocy
poziomic z uwagi na znaczącą stromość (np. skarpy,
urwiska, wąwozy) lub niewielki rozmiar (małe doły, hałdy, Ryc. 8. Sygnatury przedstawiające
rzeźbę terenu stosowane na
kopce, wały). mapach topograficznych.
Do przedstawień terenów skalistych (w szczególności szczytowych partii pasm górskich),
cechujących się dużymi spadkami terenu oraz niejednoznacznym przebiegiem poziomic
wykorzystuje się rysunek skał.
5
6. Pojedyncze formy rzeźby terenu, niewyrażalne w skali mapy, ale istotne w praktyce jako
punkty orientacyjne (np.: ostańce, głazy narzutowe, kurhany, groty) bądź jako utrudnienia
dla ruchu (np.: groble, wyrobiska, gołoborza) przedstawiane są w formie znaków
pozaskalowych.
Informacje na temat wysokości bezwzględnych odczytujemy z poziomic oraz punktów
wysokościowych zlokalizowanych w charakterystycznych dla terenu miejscach (np.:
kulminacja wzniesienia, skrzyżowanie dróg, poziom wody nad brzegiem jeziora).
Obliczenia (główne wskaźniki morfometryczne)
Pomiary wykonywane w oparciu o mapy Morfometria – dział geomorfologii, w
zaopatrzone w rysunek poziomicowy dostarczają którym przy użyciu mapy dokonuje się
liczbowej charakterystyki rzeźby
danych do różnego rodzaju obliczeń wzbogacających powierzchni ziemi.
zasób informacji na temat przedstawionego na mapie terenu. Względnie najłatwiejszą
czynnością matematyczną jest obliczenie deniwelacji (wysokości względnej), czyli różnicy
wysokości dwu punktów, np.: źródła i ujścia rzeki, najniższego i najwyższego punktu
określonej powierzchni. Dodajmy, że deniwelacja obliczona dla niewielkich pól dzielących
analizowany obszar, umożliwia m.in. wykonanie mapy wysokości względnych tegoż obszaru.
Kolejnym wskaźnikiem morfometrycznym, który można zastosować na lekcjach
geografii jest wysokość średnia. W małych polach można ją obliczyć jako średnią
arytmetyczną wysokości skrajnych:
a na większym obszarze, po podziale na mniejsze jednakowej wielkości pola, jako średnią
ważoną:
gdzie: h1, h2, h3 ..., hn – średnie wysokości powierzchni składowych;
n – liczba powierzchni składowych.
Często stosowanym wskaźnikiem jest c hnia te
renu
powierz
także średni spadek / nachylenie terenu. Należy
D h
zwrócić uwagę, że określenie „średni” jest
niezmiernie ważne, gdyż jedynie taki spadek
d
może być obliczony na podstawie mapy (ryc. 9).
Ryc. 9. Zasada pomiaru spadku na mapie.
6
7. Istotną kwestią jest również wyznaczenie linii, wzdłuż której określany jest spadek terenu.
Powinna ona odpowiadać największemu kątowi nachylenia terenu, co w praktyce oznacza jej
prostopadłe usytuowanie względem poziomic. Kąt spadku liczymy wykorzystując jedną z
funkcji trygonometrycznych:
gdzie: α – spadek w stopniach,
Δ h – różnica wysokości końcowych punków odcina,
d – długość odcinka.
Do obliczenia średniego spadku terenu, zamiast funkcji trygonometrycznej, możemy
wykorzystać wzór:
gdzie: i – średni spadek terenu,
Δ h – różnica wysokości końcowych punków odcina,
d – długość odcinka.
Otrzymana wartość (przykładowo 300) w o/oo oznacza, że teren średnio obniża się o
300 metrów na odległość każdego 1 km.
Przykładowe zadanie
Oblicz średni spadek terenu wyniosłości, jeśli jej podnóże położone jest na wysokości 340 m n.p.m.,
a wysokość bezwzględna szczytu osiąga wartość 540 m n.p.m. Na mapie w skali 1:25 000 odległość od
podnóża do szczytu tej wyniosłości wynosi 2 cm.
dane: 340 m n.p.m. – wysokość podnóża,
540 m n.p.m. – wysokość szczytu,
1:25 000 – skala mapy,
2 cm – odległość na mapie pomiędzy podnóżem a szczytem.
rozwiązanie:
1) obliczamy różnicę wysokości: 540 m n.p.m. – 340 m n.p.m. = 200 m
2) zamieniamy skalę liczbową na mianowaną: 1:25 000; tj. 1 cm:25 000 cm; tj. 1 cm:250 m
3) obliczamy odległość poziomą pomiędzy podnóżem a szczytem z zależności:
1 cm - 250 m a 2 cm – x m; zatem: x = 2 cm * 250 m / 1 cm = 500 m
4) podstawiamy do wzoru
i = 200 m / 500 m *1000 o/oo = 400 o/oo
odp.:
Średni spadek terenu wynosi 400 o/oo, co oznacza, że teren ten obniża się o 400 metrów na odległość 1 km.
Wiedząc, że tg α = 0,4 (zatem α = ok. 21,8 o) możemy przyjąć, że jest to stok spadzisty.
I jeszcze kwestia natury terminologicznej, która niejednokrotnie budzi wątpliwości
wśród nauczycieli wprowadzających uczniów w świat poziomicy. Sprowadza się ona do
pytania: Czym różni się mapa poziomicowa / rysunek poziomicowy od mapy hipsometrycznej
/ rysunku hipsometrycznego? Zapamiętajmy, że mapa poziomicowa to mapa na której
ukształtowanie powierzchni terenu przedstawia się jedynie za pomocą poziomic, czyli znaku
7
8. liniowego. Z kolei mapa hipsometryczna, najprościej rzecz
a) b)
ujmując, powstaje przez zamalowanie powierzchni
pomiędzy poziomicami odpowiednio dobranymi barwami.
Inaczej mówiąc, jest to mapa na której zmiany wysokości
n.p.m. ukazuje się odpowiednio skonstruowaną barwną
skalą hipsometryczną (ryc. 10). Obszary pomiędzy
poziomicami są wówczas zaopatrywane w barwę według
przyjętego schematu: od koloru zimnego jakim jest zieleń
(w przypadku obszarów nizinnych) – wywołującego u
odbiorcy złudzenie czegoś odległego, poprzez żółty,
pomarańczowy, do kolorów najcieplejszych: czerwonego i
brązowego (w przypadku terenów wysokogórskich) – które
z kolei dają złudzenie wypukłości a tym samym bliskości. Ryc. 10. Skale hipsometryczne:
a) ze stałym i b) zmiennym
Podobnie stosując różne odcienie koloru niebieskiego cięciem poziomicowym.
oznacza się głębokość dna zbiorników wodnych. Przy okazji, mapy ukazujące rzeźbę dna
morskiego przy pomocy izobat i barw oznaczających strefy głębokościowe nazywa się
mapami batymetrycznymi.
W zasygnalizowanym powyżej kontekście, przywołać należy legendę skali
hipsometrycznej, która teoretycznie powinna ułatwić identyfikację barw na mapie z
odpowiednimi strefami wysokościowymi. Niestety, w funkcjonujących atlasach szkolnych
wielokrotnie znajdziemy skale hipsometryczne o zmiennym cięciu poziomicowym
konstruowane w postaci jednakowej wielkości prostokątów ułożonych pionowo lub poziomo.
W takiej sytuacji, bynajmniej nie sugerują one zróżnicowanego cięcia poziomicowego.
Często nie zdają sobie z tego sprawy nie tylko uczniowie, ale także i nauczyciele (zwłaszcza
nauczyciele Przyrody!).
Tak na marginesie warto wspomnieć, że
często popełnianym przez uczniów błędem
jest utożsamianie barw hipsometrycznych z
barwami krajobrazowymi!
8