\u003e\u003e\u003e Zašto je Zemlja nagnuta?
Zemljina os rotacije: opis odnosa između planeta i orbitalne ravni Sunčevog sustava s fotografijom. Utjecaj na godišnja doba, promjena dana i noći, klime i vremena.
Jeste li ikad razmišljali o tome zašto Zemlja ima nagib osi? Zašto planet nije samo okomit na orbitalnu ravninu? Istraživači su dugo razbijali mozak kako bi pronašli odgovor. Glavna kontroverza je da se nagib osi rotacije temelji na povijesti nastanka cijelog Sunčevog sustava. Još uvijek nemamo jasnu viziju, ali imamo grubi model.
Rođenje Sunca stvorilo je novi izvor gravitacije. Plimne sile poremetile su stabilnost i maglica je počela padati, stvarajući disk, a zatim i planet. Sudarili su se kako bi se stopili u veće predmete. Najvjerojatnije je došlo do sudara između Zemlje i drugog predmeta te smo se nagnuli.
Međutim, ovo nije kazna, već blagoslov. Ovo je idealan kut nagiba za aksijalnu rotaciju kako bi se omogućile sezone koje su čvrsto ukorijenjene u svakoj hemisferi. Zahvaljujući tome imamo povoljnu klimu i skladnu raspodjelu temperature. Uz okomitost, jedna bi strana neprestano nazdravljala, a druga ledeno doba.
\u003e\u003e\u003e Nagib Zemlje
Nagib zemljine osi: opis zemljine osi u odnosu na ekliptiku Sunčevog sustava s fotografijom, promjena godišnjeg doba, sjeverni i južni pol, karakteristike precesija
Prije se vjerovalo da naš planet može biti ravan, cik-cak ili kubičan. Ali dugotrajna istraživanja pokazuju da smo mi jedan od sferoida koji se vrte oko naše zvijezde.
Znamo puno o putanji kruženja, udaljenosti od Sunca i osnom nagibu. Pogledajmo kako izgleda nagib Zemlje.
Nagib zemlje i zemaljska os
Okomita planetarna os rotacije nalazi se pod određenim kutom. To dovodi do činjenice da su sunčeve zrake neravnomjerno raspoređene tijekom cijele godine. Kut doseže 23,44 °.
Utjecaj nagiba zemlje
Sezonske razlike
Upravo na ovom nagibu Zemljine osi trebali bismo biti zahvalni zbog promjena godišnjih doba. Kada je sjeverni pol okrenut prema zvijezdi, tada na njoj počinje ljeto, a na jugu započinje zima. Nakon 6 mjeseci mijenjaju mjesta.
Osim toga, nagib Zemlje utječe na dnevni ciklus. Ljeti sunce izlazi više, a dan traje duže. Najekstremnija situacija opaža se nad Arktičkim krugom, gdje dio godine nema dnevnog svjetla, kao i 6 mjeseci tame na Sjevernom polu (polarna noć). Situacija na Južnom polu je suprotna, gdje jedan dan može trajati 24 sata!
Godišnja doba određuju se trenucima solsticija (21. prosinca i 21. lipnja) i ravnodnevnica (20. ožujka i 22. rujna).
Promjene tijekom vremena
Osno nagibanje ostaje dugo stabilno. Ali postoji takav trenutak kao što je nutacija - ljuljanje s frekvencijom od 18,6 godina. Os prolazi kroz ovaj postupak, zbog čega se lagano skreće.
Precesija uzrokuje promjenu datuma u ciklusima od 25.800 godina. To ne samo da uzrokuje razliku između sideralne i tropske godine, već i obrće godišnja doba. Odnosno, na sjevernoj hemisferi ljeto će doći u prosincu, a zima u lipnju.
Također, promjena duljine dana ovisi o precesiji. Ovo je trenutak kada se mijenjaju datumi perihelija i afelija. Općenito možete vidjeti da su aksijalna rotacija i orbitalni put povezani s mnogim čimbenicima. Vjerujte mi, ljudi su jednom bili šokirani kad su saznali da se Zemlja može kretati. Čak su i Kopernik i Galilej vjerovali da živimo na savršenoj lopti.
To je dovelo do pomicanja Zemljine osi rotacije za gotovo 10 centimetara, prema Nacionalnom institutu za geofiziku i vulkanologiju Italije.
Os figura je os oko koje je Zemlja uravnotežena u masi. Pomicanje zemljine osi dovodi do neravnoteže između zemlje i zvijezde godine i povezano je s promjenom astronomskih koordinata. Ovu pojavu, s jedne strane, uzrokuju snažni potresi, s druge strane, može dovesti do daljnjeg povećanja prirodnih katastrofa.
11. ožujka 2011. potres magnitude 8,9 pogodio je Japan. Njegov epicentar nalazio se 373 kilometra sjeveroistočno od Tokija, a izbijanje je ležalo na dubini od 24 kilometra.
NASA-in laboratorij za mlazni pogon (JPL), Richard Gross, vjeruje da je potres mogao uzrokovati pomicanje Zemljine osi za oko 15 centimetara prema 139 stupnjeva istočno. Duljinu dana treba smanjiti za 1,6 mikrosekundi.
Stručnjaci iz Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju Italije izvijestili su da se, prema njihovim izračunima, osovina pomaknula za gotovo 10 centimetara.
Prema Leonidu Zotovu, zaposleniku laboratorija za gravimetriju Državnog astronomskog instituta Sternberg (GAISh) Moskovskog državnog sveučilišta, za mnoge velike zemljotrese predviđena su teorijska osna pomicanja od 6-8 centimetara, ali promatranja nisu potvrdila.
Zotov napominje da je moguće dobiti promatranja potrebna za provjeru proračuna pomoću nekoliko sustava, posebno satelitske konstelacije GPS, koja određuje koordinate zemljopisnih polova Zemlje četiri puta dnevno. Te koordinate možete dobiti u većoj razlučivosti, ali za to morate pokrenuti program obrade. To, prema riječima Zotova, "nije trivijalna stvar". Tu je i vrlo dugački osnovni sustav radio-teleskopa (VLBI) koji pruža koordinate jednom dnevno.
Leonid Zotov napominje da ove promjene još nisu primijećene, ako se takvo praćenje može provesti - "to će biti veliki napredak".
Ako pažljivo razmotrite sve objekte Sunčevog sustava, onda bez sumnje možemo reći da je Zemlja imala sreće. Kad su planeti nastali, upravo joj je bilo suđeno biti na pravom mjestu, gdje se najskladnije kombiniraju svi čimbenici za razvoj života. Paradoksalno je, ali čak i s razvojem napretka na polju istraživanja svemira i dostupnosti informacija, nemaju svi ljudi predodžbu o kozmičkim parametrima Zemlje i upravo njima treba zahvaliti ne samo ljudima, već i svoj prirodi na mogućnostima koje pruža za razvoj životnog ciklusa. Vrijeme je da popunimo ovu prazninu.
Posebno zahvaljujući orbiti, atmosferi i aksijalnom nagibu
Zemlja je treći planet najudaljeniji od glavne zvijezde. Prosječna udaljenost do Sunca je oko 149,5 milijuna km, za njega je postala optimalna u pogledu temperaturnog omjera - danju i ljeti ne prevruće, a noću i zimi umjereno hladno.
Zemljina putanja zaslužuje poštovanje svog položaja ne samo zbog klime, već i zato što je smještaj u ovom dijelu Sunčevog sustava stvorio mogućnosti za stvaranje atmosfere pogodne za nastanak života, čija su osnova dušik i kisik.
Obratite pažnju na kut nagiba zemljine osi prema ravnini orbite. To je 23 stupnja, zahvaljujući njemu na planeti nema potpuno zasjenjenih područja, svako od njih naizmjence prima pravu količinu svjetlosti i topline kad se godišnja doba promijene.
Zrak na Zemlji nije samo kisik ...
Od djetinjstva ljudi znaju važnost kisika. Međutim, ostalih se komponenata rijetko sjeća.
Prije svega, dušik im pripada - ovog plina ima čak više od prvog, u atmosferi po volumenu i njegova je glavna zadaća neutralizirati negativna svojstva kisika. Zvuči čudno? Zapravo nema ništa iznenađujuće, jer ako se sjećate kemije, tada je poznato da plin O 2 ima sposobnost stvaranja oksidacijskih reakcija, u svom čistom obliku može čak i izgorjeti respiratorni trakt! Stoga je dušik sigurnosni jastuk za našu sluznicu u nosu i plućima.
I naravno, ima nešto ugljičnog dioksida, tek nekoliko stotina posto. Zašto je tako malo, ako ga toliko ljudi na planeti izdahne svake sekunde? Vrlo je jednostavno: od ljudi se ugljični dioksid prenosi na biljke koje pri izdahu vraćaju kisik u atmosferu. Evo takvog ciklusa!
Kut nagiba zemljine osi i njezinih darova
Kao što je gore spomenuto, omogućuje punjenje bilo koje točke na planeti sunčevom energijom. Ali ne samo da je to njegova zasluga. Nagnuta os omogućuje vam promatranje pojava poput godišnjih doba, koje su posljedica činjenice da su na svakoj geografskoj širini sunčeve zrake usmjerene pod različitim kutovima, mijenjajući ih tijekom 365 dana, uslijed čega postaje toplije i hladnije. I na polovima možete biti svjedoci činjenice da više od 180 dana sunce ne zalazi s nebeskog svoda, a ostalih 180 dana ne izlazi, jer osvjetljava suprotni pol. Tako se tijekom cijelog orbitalnog ciklusa dvije hemisfere izmjenično zagrijavaju i hlade. Kad je na jednom od njih ljeto, na drugom je istovremeno zimska hladnoća; kod jeseni i proljeća je sve isto. Duljina dana i noći mijenja se u svako godišnje doba.
Da je kut nagiba zemljine osi nula, tada bi slika bila više izblijedjela: dan i noć bili bi stabilni 12 sati, a sezona i temperatura bili bi jednaki, ovisno o geografskoj širini. Ekvator bi bio oaza ljeta, jesen ne bi napuštala srednje geografske širine, a na polovima ne bi bilo ni dana ni noći, već samo vječno jutro.
Posebne razlike od susjednih zemaljskih planeta
1. Naš je planet najveći među njima. Venera, a posebno Mars i Merkur, znatno su joj inferiorni u veličini.
2. Samo na Zemlji kisik je prisutan u dovoljnoj količini i u ispravnom omjeru, što je važno za postojanje života.
3. Ima najjače magnetsko polje koje štiti od zračenja i najveći prirodni satelit - Mjesec.
4. Jedini od zemaljskih planeta ima ogromnu zalihu vode.
5. Udaljenost od Sunca - oko stotinu i pol milijuna kilometara - pokazala se srećom za nju.
Zaključak
Zemlju s pravom možemo nazvati rajem! Nigdje u najbližoj svemirskoj regiji nema tako povoljnih uvjeta. I na tome moramo zahvaliti prostoru koji je stvorio ugodan kut nagiba zemljine osi i povoljne orbitalne parametre. Nijedan susjedni planet nema satelit poput mjeseca, vode, kisika i života, što je ionako lijepo. A od ljudi se traži samo da je vole i štite. Naš planet to zaslužuje.
Što uzrokuje klimatske promjene na Zemlji?
Astronom Miljutin Milankovič (1879. - 1958.) proučavao je promjenu orbite Zemljine rotacije oko Sunca i nagib osi našeg planeta. Sugerirao je da su cikličke promjene među njima uzrok dugoročnih klimatskih promjena.
Klimatske promjene složen su proces na koji utječu mnogi čimbenici. Glavni je odnos Zemlje i Sunca.
Milankovitch je proučavao tri čimbenika:
Promjena nagiba zemljine osi;
Odstupanja u obliku Zemljine orbite oko Sunca;
Precesija promjene položaja nagiba osi u odnosu na orbitu..
|
|
|
Odstupanje zemljine osi. |
Promjena orbite Zemlje. |
 Zemljište Zemlja bez promjene godišnjih doba, nagib osi 0 °. |
|
 Kraj lipnja: ljeto na sjevernoj hemisferi, zima na južnoj. |
|
 Krajem prosinca: ljeto na sjevernoj hemisferi, zima na južnoj. |
|
Nagib zemljine osi
Da nije bilo nagiba osi, tada ne bismo imali godišnja doba, a dan i noć tijekom cijele godine trajali bi isto. Količina sunčeve energije koja bi dosegla određenu točku na Zemlji bila bi konstantna. Osa planeta sada je pod kutom od 23,5 °. Ljeti (od lipnja) na sjevernoj hemisferi ispada da sjeverne geografske širine dobivaju više svjetlosti od južnih. Dani postaju sve duži, a položaj sunca sve veći. Istodobno je zima na južnoj hemisferi. Dani su kraći, a sunce niže.
IZ a kamoli pola godine da se Zemlja kreće u svojoj orbiti na suprotnu stranu Sunca. Nagib ostaje isti. Ljeto je sada na južnoj hemisferi, dani su duži i ima više svjetla. Zima je na sjevernoj hemisferi.
Milankovitch je sugerirao da nagib zemljine osi nije uvijek 23,5 °. Povremeno se pojave fluktuacije. Izračunao je da su promjene u rasponu od 22,1 ° do 24,5 °, to se ponavlja s razdobljem od 41 000 godina. Kad je nagib manji, ljeti je temperatura niža nego inače, a zimi viša. Kako se nagib povećava, promatraju se ekstremniji klimatski uvjeti.
Kako sve to utječe na klimu? Čak i ako temperatura poraste zimi, još uvijek je dovoljno hladno za snijeg u područjima udaljenim od ekvatora. Ako su ljeta hladna, moguće je da će se snijeg sporije topiti zimi u visokim geografskim širinama. Iz godine u godinu preklapati će se formirajući ledenjak.
U usporedbi s vodom i kopnom, snijeg odražava više sunčeve energije u svemir, što uzrokuje dodatno hlađenje. S ovog gledišta postoji mehanizam pozitivne povratne sprege. Kako temperatura pada, nakuplja se dodatni snijeg i ledenjaci rastu. Refleksija se s vremenom povećava, a temperatura smanjuje i tako dalje. Možda su tako započela ledena doba.
Oblik orbite Zemljine rotacije oko Sunca
Drugi čimbenik koji Milankovitch proučava je oblik orbite Zemlje oko Sunca. Orbita nije savršeno kružna. U određeno doba godine Zemlja je bliža Suncu nego inače. Zemlja prima mnogo više energije od Sunca, budući da je što bliže svjetiljci (u točki perihelija), u usporedbi s maksimalnom udaljenostom (točka afelija).
Oblik zemljine orbite mijenja se ciklički s razdobljem od 90 000 i 100 000 godina. Ponekad oblik postaje izduženiji (eliptičniji) nego što je sada, pa će razlika u količini sunčeve energije primljene u perihelu i afeliju biti velika.
Perihel se sada opaža u siječnju, afel u srpnju. Ova promjena čini klimu sjeverne hemisfere blažom, donoseći dodatnu toplinu zimi. Na južnoj hemisferi klima je oštrija nego što bi bila da je Zemljina putanja oko Sunca kružna.
Precesija
Postoji još jedna komplikacija. Orijentacija zemljine osi mijenja se tijekom vremena. Poput vrha, i os se kreće u krugu. Taj se pokret naziva precesijskim. Ciklus takvog kretanja je 22.000 godina. To uzrokuje postupno mijenjanje godišnjih doba. Prije jedanaest tisuća godina sjeverna je polutka bila nagnuta bliže suncu u prosincu nego u lipnju. Zima i ljeto bili su obrnuti. Nakon 11 000 godina, sve se opet promijenilo.
Sva tri čimbenika: nagib osi, oblik orbite i precesija mijenjaju klimu planeta. Budući da se to događa u različitim vremenskim razmjerima, interakcija ovih čimbenika je složena. Ponekad međusobno pojačavaju učinak, ponekad slabe. Primjerice, prije 11 000 godina precesija je uzrokovala početak ljeta na sjevernoj hemisferi u prosincu, učinak povećanog sunčevog zračenja na perihelu u siječnju i smanjenje afelija u srpnju povećat će izvansezonsku razliku na sjevernoj hemisferi, umjesto omekšavanja na koje smo sada navikli. Nije sve tako jednostavno kako se čini, jer se datumi perihela i afela također pomiču.
Ostali čimbenici koji utječu na klimu
Osim učinka pomicanja kretanja Zemlje, postoje li i drugi čimbenici koji utječu na klimu?
