Jeśli wyobrazisz sobie, że unosisz się w powietrzu nad biegunem północnym, zobaczysz, że Ziemia obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Dlatego Słońce wschodzi na wschodzie i zachodzi na zachodzie. Osiowy obrót Ziemi potwierdzają eksperymenty z wahadłem Foucaulta. Podwieszony ładunek (pion) kołyszący się na nitce stale zmienia płaszczyznę swego obrotu. Obrót Ziemi jest powiązany z pojęciem czasu. Bardzo upraszczając: czas jest naturalnie powtarzającym się wydarzeniem (fenomenem) nierozerwalnie związanym z ruchem. Jeśli nie ma ruchu, wydarzenie nie może się powtórzyć. Raz za razem na Ziemi wschody i zachody słońca powtarzają się i następuje zmiana dnia i nocy. Dzieje się tak na skutek ruchu Ziemi wokół własnej osi.

Ziemia dokonuje pełnego obrotu w ciągu jednego dnia, czyli okres jej obrotu określa podstawową jednostkę czasu - dzień. Dostali to imię słoneczne dni w przeciwieństwie do dni gwiazdowych, które różnią się nieznacznie w czasie. Aby uzyskać mniejsze jednostki czasu, dzień podzielono na 24 równe części, które nazwano godzinami, godziny podzielono na minuty, a minuty na sekundy. W rzeczywistości określenie dokładnego czasu jest bardziej złożone niż opisano tutaj. Do jej ustalenia wykorzystano obserwacje i obliczenia astronomiczne, które wykazały, że w ruchu Ziemi wokół własnej osi występują wahania, a doba słoneczna trwa średnio 24 godziny 3 minuty 56,5 sekundy. Przez 4 lata kumuluje się różnica około 24 godzin. Dlatego istnieje rok przestępny, w którym jest 366 dni, a nie 365 jak w normalnym roku.

Oczywiste jest, że w pewnym momencie w różnych częściach globu tak się stanie inny czas. Ten czas to tzw czas lokalny, i będzie się różnić, choć niewiele, nawet w sąsiedztwie zaludnionych obszarach. Dlatego dla wygody powierzchnię globu podzielono południkowo przez 15° na 24 części, które nazwano strefy czasowe. Czas w takich strefach nazywa się czas standardowy. Za czas standardowy przyjęty czas lokalny, dostępny na środkowym południku każdego takiego pasa. Czas każdej strefy czasowej różni się od czasu w sąsiednich strefach o 1 godzinę. Terytorium Rosji obejmuje 11 stref czasowych (od 2 do 12). Za czas uniwersalny przyjmuje się czas strefy zerowej, w środku której przechodzi południk zerowy (Greenwich).

Strefy czasowe liczone są na wschód od południka Greenwich. Moskwa i Sankt Petersburg znajdują się w drugiej strefie czasowej. Dlatego gdy w Londynie jest godzina 12 po południu, to w tych miastach jest godzina 14. Uważna osoba natychmiast sprzeciwi się i powie, że czas letni w Petersburgu i Moskwie różni się od czasu w Londynie nie o 2, ale o 3 godziny, i będzie miał całkowitą rację. Faktem jest, że w lecie czas standardowy zostaje przesunięty do przodu o 1 godzinę. Ma to na celu bardziej efektywne wykorzystanie godzin dziennych. Czas taki, wprowadzony specjalną uchwałą, to tzw czas macierzyński(dekret - dekret, dekret). Od 1930 r. w naszym kraju istnieje czas macierzyński, ponieważ zegary były stale przestawiane o 1 godzinę do przodu w stosunku do czasu standardowego. W 1991 roku taki czas macierzyński został zniesiony, ale latem specjalnym rozporządzeniem rządu jest on ustalany corocznie czas letni, przed strefą o 1 godzinę.

Nazywa się czas strefy czasowej, w której znajduje się stolica Rosji Czas moskiewski, za Czas środkowoeuropejski Podany czas to strefa czasowa, w której znajduje się stolica Francji, Paryż. Trzeba powiedzieć, że konwencjonalne linie stref czasowych ustalone na lądzie zostają zerwane. Wynika to z rysowania granic stref czasowych wzdłuż granic państw lub wzdłuż granic administracyjnych w obrębie dużych państw, ponieważ czas w nich jest zwykle wyznaczany przez standardowy czas ich stolic lub ośrodków administracyjnych.

Na powierzchni globu istnieje inna konwencjonalna linia. Ten linia daty, czyli linia po obu stronach której daty różnią się o jeden dzień. Biegnie przez środek 12 strefy czasowej, prawie pokrywając się z południkiem 180°.

W wyniku obrotu Ziemi na ciała poruszające się wzdłuż (wzdłuż) jej powierzchni wpływają: przyspieszenie Coriolisa, co odchyla początkowy kierunek ich ruchu na półkuli północnej w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Dlatego rzeki na półkuli północnej powodują erozję prawego brzegu, a rzeki na półkuli południowej powodują erozję lewego brzegu. To jest sławne Prawo Beera. Przyspieszenie Coriolisa działa w podobny sposób na wszystkie obiekty poruszające się liniowo (prądy powietrza, prądy morskie itp.), na półkuli północnej odchyla je w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Na równiku nie ma odchylenia poruszających się ciał, czyli przyspieszenie Coriolisa jest równe 0. Jego wzrost następuje w kierunku biegunów, w pobliżu których jest maksimum.

Konsekwencją obrotu osiowego Ziemi jest naprzemienność dnia i nocy. Gdyby oś obrotu była prostopadła do płaszczyzny orbity Ziemi, w obrębie której krąży ona wokół Słońca, wówczas dzień na Ziemi zawsze byłby równy nocy, czyli dzień i ciemność trwałyby za każdym razem dokładnie 12 godzin. Jednak oś obrotu Ziemi jest nachylona, ​​a jej kąt nachylenia względem płaszczyzny orbity wynosi około 66,5°. Dlatego dzień jest dłuższy od nocy i odwrotnie, z wyjątkiem równika, gdzie dzień zawsze równa się nocy. Ponieważ oś obrotu jest zawsze prostopadła do płaszczyzny równika, ta ostatnia jest nachylona do płaszczyzny orbity Ziemi pod kątem 23,5°.

Geograficzne skutki obrotu osiowego Ziemi polegają na wpływie na jej kształt w postaci kompresji polarnej, na naturalnych odchyleniach przepływów powietrza, prądów morskich i przepływów kanałowych w wyniku działania przyspieszenia Coriolisa, w obecności rytm dobowy(zmiana dnia i nocy), objawiająca się rytmicznymi zmianami w przyrodzie (wiatry, zmiany temperatury, czuwanie i sen organizmów itp.).

Dla charakteru powierzchni Ziemi ogromne znaczenie ma osiowy obrót Ziemi.

1. Stworzy podstawową jednostkę czasu – dzień, podzieloną na dwie główne części – oświetloną i nieoświetloną. Z tą jednostką czasu w procesie ewolucji organiczny świat Fizjologiczne działania zwierząt i roślin okazały się skoordynowane. Zmiana napięcia (praca) i relaksu (odpoczynek) jest wewnętrzną potrzebą organizmów. Jego rytmy mogły być różne, ale w procesie ewolucji nastąpiła selekcja takich organizmów, których wewnętrzne „zegary” biologiczne „pracują” codziennie.
Głównym synchronizatorem rytmów biologicznych jest naprzemienność światła i ciemności. Jest to związane z rytmem fotosyntezy, podziałem i wzrostem komórek, oddychaniem, świeceniem glonów i wieloma innymi.
Ponieważ długość dnia zmienia się wraz z porami roku, rytm dobowy zwierząt i roślin waha się od 23 do 26 godzin, a przez około 22 do 28 godzin.
Zależy od dnia najważniejszą cechą reżim termiczny (a nie ilość ciepła) powierzchni ziemi - zmiana dziennego ogrzewania i nocnego chłodzenia. Ważna jest nie tylko zmiana; ale także czas ich trwania.
Rytm dobowy przejawia się także w przyrodzie nieożywionej: w nagrzewaniu i chłodzeniu skał oraz wietrzeniu, reżimie temperaturowym zbiorników wodnych, temperaturze powietrza i wiatrach oraz opadach gruntowych.

2. Drugim istotnym znaczeniem rotacji przestrzeni geograficznej jest jej podział na prawą i lewą. Prowadzi to do odchylenia torów poruszających się ciał w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej.
W 1826 r. historyk P. A. Słowcow zwrócił uwagę na erozję prawych brzegów rzek syberyjskich. W 1857 r. Rosyjski akademik K. M. Baer wyraził ogólne stanowisko, że wszystkie rzeki półkuli północnej zmywają prawe brzegi. W 1835 roku francuski matematyk G. Coriolis sformułował teorię ruchu względnego ciał w wirującym układzie odniesienia. Takim ruchomym systemem jest obracająca się przestrzeń geograficzna. Odchylenie torów ruchu ciał w prawo lub w lewo nazywa się siłą Coriolisa lub przyspieszeniem Coriolisa.
Istota zjawiska jest następująca. Kierunek ruchu ciał jest oczywiście prostoliniowy względem osi Świata. Ale na Ziemi dzieje się to na obracającej się kuli; pod poruszającym się ciałem płaszczyzna horyzontu skręca w lewo na półkuli północnej i w prawo na półkuli południowej. Ponieważ obserwator znajduje się na stałej powierzchni wirującej kuli, wydaje mu się, że poruszające się ciało odchyla się w prawo, podczas gdy w rzeczywistości płaszczyzna horyzontu przesuwa się w lewo.
Siłę Coriolisa najlepiej widać na wahadle Foucaulta. Ciężar zawieszony na wolnej nitce waha się w jednej płaszczyźnie względem osi świata. Dysk pod wahadłem obraca się wraz z Ziemią. Dlatego każde wahadło wahadła względem dysku następuje w nowym kierunku. W Leningradzie (φ = 60°) dysk pod wahadłem obraca się o 15°sin 60°-13° w ciągu godziny, gdzie 15° to kąt obrotu Ziemi w ciągu godziny.
Odchylenie ścieżki ruchu od pierwotnego kierunku dowolnej masy jest w istocie fizycznej takie samo, jak odchylenie wahadła Foucaulta.
Zachowanie przez masy, ze względu na bezwładność, ruch prostoliniowy oraz jednoczesny obrót powierzchni Ziemi determinują pozorne odchylenie kierunków ruchu w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej, niezależnie od tego, czy masa porusza się wzdłuż południka, czy wzdłuż równoleżnika.
Zatem siła odchylająca obrót Ziemi jest wprost proporcjonalna do masy poruszającego się ciała, prędkości ruchu i sinusa szerokości geograficznej. Na równiku wynosi 0 i rośnie wraz z szerokością geograficzną.
Wszystkie poruszające się masy podlegają działaniu siły Coriolisa: woda w prądach oceanicznych i morskich, w rzekach, masy powietrza podczas cyrkulacji atmosferycznej, materia w jądrze Ziemi; W balistyce uwzględnia się także siłę Coriolisa.

3. Obrót Ziemi (wraz z jej kulistym kształtem) w polu promieniowania słonecznego (światła i ciepła) wyznacza zasięg stref naturalnych z zachodu na wschód.

4. Widzieliśmy już geodezyjne (dla kształtu planety) i geofizyczne (dla redystrybucji mas w jej ciele) konsekwencje nierównomiernego reżimu rotacyjnego Ziemi.

5. Dzięki obrotowi Ziemi wznoszące się i zstępujące prądy powietrza, nieuporządkowane w różnych miejscach, uzyskują przeważającą spiralność: na półkuli północnej tworzy się śruba lewoskrętna, na półkuli południowej prawoskrętna. Masy powietrza, wody oceaniczne, a także prawdopodobnie materia rdzeniowa podlegają temu wzorowi.

Okres obrotu Ziemi wokół własnej osi jest wartością stałą. Astronomicznie jest to 23 godziny 56 minut i 4 sekundy. Naukowcy nie wzięli jednak pod uwagę nieistotnego błędu, zaokrąglając te liczby do 24 godzin, czyli jednego ziemskiego dnia. Jedna taka rotacja nazywana jest rotacją dobową i zachodzi z zachodu na wschód. Dla osoby z Ziemi wygląda to jak poranek, popołudnie i wieczór, zastępując się nawzajem. Innymi słowy, wschód, południe i zachód słońca całkowicie pokrywają się z codziennym obrotem planety.

Jaka jest oś Ziemi?

Oś Ziemi można sobie wyobrazić jako wyimaginowaną linię, wokół której obraca się trzecia planeta od Słońca. Oś ta przecina powierzchnię Ziemi w dwóch stałych punktach – północnym i południowym biegunie geograficznym. Jeśli na przykład będziemy mentalnie kontynuować obrany kierunek oś Ziemi w górę, następnie minie obok Gwiazdy Polarnej. Nawiasem mówiąc, to właśnie wyjaśnia bezruch gwiazda Północna. Efekt jest taki, jaki powstaje sfera niebieska porusza się wokół osi, a co za tym idzie wokół tej gwiazdy.

Osobie z Ziemi wydaje się również, że gwiaździste niebo obraca się w kierunku ze wschodu na zachód. Ale to nieprawda. Pozorny ruch jest jedynie odzwierciedleniem prawdziwej codziennej rotacji. Warto wiedzieć, że nasza planeta uczestniczy jednocześnie nie w jednym, ale w co najmniej dwóch procesach. Obraca się wokół osi Ziemi i wykonuje ruch orbitalny wokół ciała niebieskiego.

Pozorny ruch Słońca jest tym samym odzwierciedleniem prawdziwego ruchu naszej planety na orbicie wokół niej. W rezultacie nadchodzi pierwszy dzień, a potem noc. Zauważmy, że jeden ruch jest nie do pomyślenia bez drugiego! Takie są prawa Wszechświata. Co więcej, jeśli okres obrotu Ziemi wokół własnej osi jest równy jednemu ziemskiemu dniu, to czas jej ruchu wokół ciała niebieskiego nie jest wartością stałą. Dowiedzmy się, co wpływa na te wskaźniki.

Co wpływa na prędkość obrotu orbity Ziemi?

Okres obrotu Ziemi wokół własnej osi jest wartością stałą, czego nie można powiedzieć o prędkości, z jaką Błękitna planeta porusza się po orbicie wokół gwiazdy. Przez długi czas astronomowie uważali, że prędkość ta jest stała. Okazało się, że nie! Obecnie, dzięki najdokładniejszym przyrządom pomiarowym, naukowcy odkryli niewielkie odchylenie w uzyskanych wcześniej liczbach.

Przyczyną tej zmienności jest tarcie występujące podczas pływy morskie. To bezpośrednio wpływa na spadek prędkości orbitalnej trzeciej planety od Słońca. Z kolei przypływy i odpływy są konsekwencją oddziaływania na Ziemię Stałym towarzyszem- Księżyce. Człowiek nie zauważa takiego obrotu planety wokół ciała niebieskiego, podobnie jak okres obrotu Ziemi wokół własnej osi. Nie możemy jednak nie zwrócić uwagi na fakt, że wiosna ustępuje miejsca leciu, latu jesieni, a jesień zimie. I to dzieje się cały czas. Jest to konsekwencja ruchu orbitalnego planety, który trwa 365,25 dni, czyli jeden rok ziemski.

Warto zauważyć, że Ziemia porusza się nierównomiernie względem Słońca. Na przykład w niektórych punktach jest najbliżej ciała niebieskiego, a w innych jest od niego najdalszy. I jeszcze jedno: orbita wokół Ziemi nie jest kołem, ale owalem lub elipsą.

Dlaczego dana osoba nie zauważa codziennej rotacji?

Będąc na powierzchni, człowiek nigdy nie będzie w stanie zauważyć obrotu planety. Wyjaśnia to różnica w rozmiarach naszego i globu - jest dla nas za duża! Nie będziesz w stanie zauważyć okresu obrotu Ziemi wokół własnej osi, ale będziesz mógł to poczuć: dzień ustąpi miejsca nocy i odwrotnie. Zostało to już omówione powyżej. Ale co by się stało, gdyby niebieska planeta nie mogła obracać się wokół własnej osi? Oto co: po jednej stronie Ziemi byłby wieczny dzień, a po drugiej – wieczna noc! Straszne, prawda?

Ważne jest, aby wiedzieć!

Zatem okres obrotu Ziemi wokół własnej osi wynosi prawie 24 godziny, a czas jej „podróży” wokół Słońca wynosi około 365,25 dni (jeden rok ziemski), ponieważ wartość ta nie jest stała. Zwróćmy uwagę na fakt, że oprócz dwóch rozważanych ruchów Ziemia uczestniczy także w innych. Na przykład wraz z innymi planetami porusza się względem Drogi Mlecznej - naszej rodzimej Galaktyki. Z kolei powoduje pewien ruch względem innych sąsiednich galaktyk. A wszystko dzieje się, ponieważ we Wszechświecie nigdy nie było i nigdy nie będzie niczego niezmiennego i nieruchomego! Trzeba o tym pamiętać do końca życia.

Nasza planeta jest w ciągłym ruchu:

  • kręcący się dookoła własną oś, ruch wokół Słońca;
  • obrót ze Słońcem wokół centrum naszej galaktyki;
  • ruch względem centrum Lokalnej Grupy Galaktyk i innych.

Ruch Ziemi wokół własnej osi

Obrót Ziemi wokół własnej osi(ryc. 1). Za oś Ziemi przyjmuje się wyimaginowaną linię, wokół której się ona obraca. Oś ta jest odchylona o 23°27" od prostopadłej do płaszczyzny ekliptyki. Oś Ziemi przecina się z powierzchnią Ziemi w dwóch punktach - na biegunach - na północy i południu. Patrząc z bieguna północnego, obrót Ziemi następuje w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, czyli , jak się powszechnie uważa, z zachodu na wschód.Planeta wykonuje pełny obrót wokół własnej osi w ciągu jednego dnia.

Ryż. 1. Obrót Ziemi wokół własnej osi

Dzień to jednostka czasu. Są dni gwiazdowe i słoneczne.

Dzień gwiazdowy- jest to okres czasu, w którym Ziemia obróci się wokół własnej osi względem gwiazd. Są one równe 23 godzinom 56 minutom i 4 sekundom.

Słoneczny dzień- jest to okres czasu, w którym Ziemia obraca się wokół własnej osi względem Słońca.

Kąt obrotu naszej planety wokół własnej osi jest taki sam na wszystkich szerokościach geograficznych. W ciągu godziny każdy punkt na powierzchni Ziemi przesuwa się o 15° od swojego pierwotnego położenia. Ale jednocześnie prędkość ruchu jest odwrotnie proporcjonalna do szerokość geograficzna: na równiku wynosi 464 m/s, a na 65° szerokości geograficznej zaledwie 195 m/s.

Obrót Ziemi wokół własnej osi w 1851 roku udowodnił w swoim doświadczeniu J. Foucault. W Paryżu, w Panteonie, pod kopułą zawieszono wahadło, a pod nim okrąg z podziałami. Z każdym kolejnym ruchem wahadło kończyło się na nowych podziałach. Może się to zdarzyć tylko wtedy, gdy powierzchnia Ziemi pod wahadłem się obraca. Położenie płaszczyzny wahań wahadła na równiku nie zmienia się, ponieważ płaszczyzna pokrywa się z południkiem. Osiowy obrót Ziemi ma ważne konsekwencje geograficzne.

Kiedy Ziemia się obraca, następuje to siła odśrodkowa, który odgrywa ważną rolę w kształtowaniu kształtu planety i zmniejsza siłę grawitacji.

Kolejną z najważniejszych konsekwencji obrotu osiowego jest powstawanie siły obrotowej - Siły Coriolisa. W 19-stym wieku po raz pierwszy obliczył to francuski naukowiec zajmujący się mechaniką G. Coriolisa (1792-1843). Jest to jedna z sił bezwładności, wprowadzona w celu uwzględnienia wpływu obrotu ruchomego układu odniesienia na ruch względny punkt materialny. Jego działanie można w skrócie wyrazić następująco: każde poruszające się ciało na półkuli północnej odchylane jest w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Na równiku siła Coriolisa wynosi zero (ryc. 3).

Ryż. 3. Działanie siły Coriolisa

Działanie siły Coriolisa rozciąga się na wiele zjawisk obwiedni geograficznej. Jego działanie odchylające jest szczególnie widoczne w kierunku ruchu mas powietrza. Pod wpływem odchylającej siły obrotu Ziemi wiatry umiarkowanych szerokości geograficznych obu półkul przyjmują przeważnie kierunek zachodni, a na szerokościach tropikalnych - wschodni. Podobny przejaw siły Coriolisa można zaobserwować w kierunku ruchu wód oceanicznych. Z tą siłą wiąże się także asymetria dolin rzecznych (prawy brzeg jest zwykle wysoki na półkuli północnej, a lewy na półkuli południowej).

Obrót Ziemi wokół własnej osi prowadzi również do przemieszczania się oświetlenia słonecznego po powierzchni Ziemi ze wschodu na zachód, czyli do zmiany dnia i nocy.

Zmiana dnia i nocy tworzy rytm dobowy w przyrodzie ożywionej i nieożywionej. Rytm dobowy jest ściśle powiązany z warunkami świetlnymi i temperaturowymi. Powszechnie znane są dobowe wahania temperatury, bryza dzienna i nocna itp. Rytmy dobowe występują również w przyrodzie ożywionej - fotosynteza możliwa jest tylko w ciągu dnia, większość roślin otwiera kwiaty o różnych godzinach; Niektóre zwierzęta są aktywne w ciągu dnia, inne w nocy. Życie człowieka również płynie według rytmu dobowego.

Kolejną konsekwencją obrotu Ziemi wokół własnej osi jest różnica czasu w różnych punktach naszej planety.

Od 1884 roku przyjęto czas strefowy, czyli całą powierzchnię Ziemi podzielono na 24 strefy czasowe po 15° każda. Za czas standardowy weź czas lokalny środkowego południka każdej strefy. Czas w sąsiednich strefach czasowych różni się o jedną godzinę. Granice pasów wyznaczane są z uwzględnieniem granic politycznych, administracyjnych i gospodarczych.

Za pas zerowy uważa się pas Greenwich (nazwany na cześć Obserwatorium Greenwich pod Londynem), który biegnie po obu stronach południka zerowego. Uwzględniany jest czas pierwszego południka Czas uniwersalny.

Za międzynarodowy uważa się południk 180° linia daty- umowna linia na powierzchni globu, po obu stronach której godziny i minuty pokrywają się, a daty kalendarzowe różnią się o jeden dzień.

Aby uzyskać więcej racjonalne wykorzystanie latem 1930 roku w świetle dnia nasz kraj wprowadził czas macierzyński, godzinę przed strefą czasową. Aby to osiągnąć, wskazówki zegara przesunięto o godzinę do przodu. Pod tym względem Moskwa, będąc w drugiej strefie czasowej, żyje według czasu trzeciej strefy czasowej.

Od 1981 roku z kwietnia na październik czas przesunięto o godzinę do przodu. Jest to tzw czas letni. Wprowadzono go w celu oszczędzania energii. Latem Moskwa jest dwie godziny przed czasem standardowym.

Czas w strefie czasowej, w której znajduje się Moskwa Moskwa.

Ruch Ziemi wokół Słońca

Obracając się wokół własnej osi, Ziemia jednocześnie porusza się wokół Słońca, okrążając okrąg w ciągu 365 dni 5 godzin 48 minut 46 sekund. Okres ten nazywa się rok astronomiczny. Dla wygody uważa się, że rok ma 365 dni, a co cztery lata, gdy „kumulują się” 24 godziny z sześciu godzin, w roku jest nie 365, ale 366 dni. Ten rok nazywa się rok przestępny i do lutego dodano jeden dzień.

Nazywa się tor w przestrzeni, po którym Ziemia porusza się wokół Słońca orbita(ryc. 4). Orbita Ziemi jest eliptyczna, więc odległość Ziemi od Słońca nie jest stała. Kiedy Ziemia jest w środku peryhelium(z greckiego peri- blisko, blisko i helios- Słońce) - punkt orbity najbliższy Słońcu - 3 stycznia odległość wynosi 147 milionów km. W tej chwili na półkuli północnej panuje zima. Największa odległość od Słońca w aphelium(z greckiego aro- z dala od i helios- Sun) - największa odległość od Słońca - 5 lipca. Jest to równowartość 152 milionów km. O tej porze na półkuli północnej trwa lato.

Ryż. 4. Ruch Ziemi wokół Słońca

Coroczny ruch Ziemi wokół Słońca obserwuje się poprzez ciągłą zmianę położenia Słońca na niebie - wysokość południową Słońca oraz położenie jego wschodu i zachodu słońca, zmienia się czas trwania jasnych i ciemnych części Słońca. dzień się zmienia.

Podczas poruszania się po orbicie kierunek osi Ziemi nie zmienia się, jest zawsze skierowany w stronę Gwiazdy Północnej.

W wyniku zmian odległości Ziemi od Słońca, a także nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny jej ruchu wokół Słońca, na Ziemi obserwuje się nierównomierny rozkład promieniowania słonecznego w ciągu roku. W ten sposób następuje zmiana pór roku, charakterystyczna dla wszystkich planet, których oś obrotu jest nachylona do płaszczyzny jej orbity. (ekliptyka) różni się od 90°. Prędkość orbitalna planety na półkuli północnej jest wyższa zimą i niższa latem. Zatem półrocze zimowe trwa 179 dni, a półrocze letnie – 186 dni.

W wyniku ruchu Ziemi wokół Słońca i pochylenia osi Ziemi do płaszczyzny jej orbity o 66,5°, na naszej planecie następuje nie tylko zmiana pór roku, ale także zmiana długości dnia i nocy.

Obrót Ziemi wokół Słońca i zmianę pór roku na Ziemi pokazano na ryc. 81 (równonoce i przesilenia zgodnie z porami roku na półkuli północnej).

Tylko dwa razy w roku – w dni równonocy, długość dnia i nocy na całej Ziemi jest prawie taka sama.

Równonoc- moment w czasie, w którym środek Słońca podczas swego pozornego rocznego ruchu wzdłuż ekliptyki przecina równik niebieski. Występują równonoce wiosenne i jesienne.

Nachylenie osi obrotu Ziemi wokół Słońca w dniach równonocy 20-21 marca i 22-23 września okazuje się neutralne w stosunku do Słońca, a zwrócone do niej części planety są równomiernie oświetlone od bieguna do słup (ryc. 5). Promienie słoneczne padają pionowo na równik.

Najdłuższy i najdłuższy dzień krótka noc obserwowane podczas przesilenia letniego.

Ryż. 5. Oświetlenie Ziemi przez Słońce w dniach równonocy

Przesilenie dnia z nocą- moment, w którym środek Słońca przechodzi przez punkty ekliptyki najbardziej oddalone od równika (punkty przesilenia). Są przesilenia letnie i zimowe.

W dniu przesilenia letniego, 21-22 czerwca, Ziemia zajmuje pozycję, w której północny koniec jej osi jest nachylony w stronę Słońca. A promienie padają pionowo nie na równik, ale na północny zwrotnik, którego szerokość geograficzna wynosi 23°27”. Przez całą dobę oświetlane są nie tylko obszary polarne, ale także przestrzeń za nimi aż do 66° szerokości geograficznej 33" (koło podbiegunowe). W tym czasie na półkuli południowej oświetlona jest tylko jej część, która leży między równikiem a południowym kołem podbiegunowym (66°33"). Poza nią powierzchnia Ziemi nie jest w tym dniu oświetlona.

W dniu przesilenia zimowego, 21-22 grudnia, wszystko dzieje się na odwrót (ryc. 6). Promienie słońca padają już pionowo w południowych tropikach. Oświetlone obszary na półkuli południowej znajdują się nie tylko pomiędzy równikiem a zwrotnikami, ale także wokół bieguna południowego. Sytuacja ta trwa aż do równonocy wiosennej.

Ryż. 6. Oświetlenie Ziemi w czasie przesilenia zimowego

Na dwóch równoleżnikach Ziemi w dni przesilenia Słońce w południe znajduje się bezpośrednio nad głową obserwatora, czyli w zenicie. Takie podobieństwa nazywane są tropiki. W zwrotniku północnym (23° N) Słońce znajduje się w zenicie 22 czerwca, w zwrotniku południowym (23° S) - 22 grudnia.

Na równiku dzień zawsze równa się nocy. Kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię ziemi i długość dnia niewiele się tam zmieniają, więc zmiana pór roku nie jest wyraźna.

Koła podbiegunowe niezwykłe, ponieważ stanowią granice obszarów, na których występują dni i noce polarne.

Dzień polarny- okres, w którym Słońce nie chowa się za horyzontem. Im dalej biegun znajduje się od koła podbiegunowego, tym dłuższy jest dzień polarny. Na szerokości koła podbiegunowego (66,5°) trwa on tylko jeden dzień, a na biegunie – 189 dni. Na półkuli północnej, na szerokości koła podbiegunowego, dzień polarny obchodzony jest 22 czerwca, w dniu przesilenia letniego, a na półkuli południowej, na szerokości południowego koła podbiegunowego, 22 grudnia.

noc polarna trwa od jednego dnia na szerokości koła podbiegunowego do 176 dni na biegunach. Podczas nocy polarnej Słońce nie pojawia się nad horyzontem. Na półkuli północnej, na szerokości koła podbiegunowego, zjawisko to obserwuje się 22 grudnia.

Nie sposób nie zauważyć tak cudownego zjawiska naturalnego jak białe noce. białe noce- są to jasne noce na początku lata, kiedy wieczorny świt zbiega się z porankiem, a zmierzch trwa całą noc. Obserwuje się je na obu półkulach na szerokościach przekraczających 60°, kiedy środek Słońca o północy schodzi poniżej horyzontu nie więcej niż 7°. W Petersburgu (około 60° N) białe noce trwają od 11 czerwca do 2 lipca, w Archangielsku (64° N) - od 13 maja do 30 lipca.

Rytm sezonowy w połączeniu z ruchem rocznym wpływa przede wszystkim na oświetlenie powierzchni ziemi. W zależności od zmiany wysokości Słońca nad horyzontem na Ziemi jest ich pięć strefy oświetlenia. Strefa gorąca leży pomiędzy zwrotnikami północnymi i południowymi (Zwrotnik Raka i Zwrotnik Koziorożca), zajmuje 40% powierzchni Ziemi i różni się od największa liczba ciepło pochodzące ze Słońca. Pomiędzy tropikami a kołami podbiegunowymi na półkuli południowej i północnej znajdują się strefy umiarkowanego oświetlenia. Pory roku są tu już wyraźnie zaznaczone: im dalej od tropików, tym krótsze i chłodniejsze lato, tym dłuższa i zimniejsza zima. Strefy polarne na półkuli północnej i południowej są ograniczone kołami podbiegunowymi. Tutaj wysokość Słońca nad horyzontem jest niska przez cały rok, więc ilość ciepła słonecznego jest minimalna. Strefy polarne charakteryzują się polarnymi dniami i nocami.

W zależności od rocznego ruchu Ziemi wokół Słońca, nie tylko zmiany pór roku i związana z tym nierównomierność oświetlenia powierzchni Ziemi na różnych szerokościach geograficznych, ale także znaczna część procesów zachodzących w otoczce geograficznej: sezonowe zmiany pogody, reżim rzek i jezior, rytmy życia roślin i zwierząt, rodzaje i terminy prac rolniczych.

Kalendarz.Kalendarz- system obliczania długich okresów czasu. System ten opiera się na okresowych zjawiskach naturalnych związanych z ruchem ciał niebieskich. Kalendarz jest używany zjawiska astronomiczne- zmiana pór roku, dnia i nocy, zmiana faz księżyca. Pierwszy kalendarz był egipski i powstał w IV wieku. pne mi. 1 stycznia 45 roku Juliusz Cezar wprowadził kalendarz juliański, który do dziś jest używany w języku rosyjskim Sobór. Z uwagi na fakt, że długość roku juliańskiego jest o 11 minut i 14 sekund dłuższa od roku astronomicznego, do XVI wieku. narósł „błąd” wynoszący 10 dni - dzień równonocy wiosennej nie nastąpił 21 marca, ale 11 marca. Błąd ten został poprawiony w 1582 roku dekretem papieża Grzegorz XIII. Liczenie dni przesunięto o 10 dni do przodu, a dzień po 4 października uznano za piątek, ale nie 5 października, ale 15 października. Równonoc wiosenna ponownie powróciła do 21 marca, a kalendarz zaczęto nazywać kalendarzem gregoriańskim. Wprowadzono go w Rosji w 1918 roku. Ma jednak także szereg wad: nierówną długość miesięcy (28, 29, 30, 31 dni), nierówność ćwiartek (90, 91, 92 dni), niespójność liczby miesięcy miesiące według dni tygodnia.

Ziemia jest zawsze w ruchu. Chociaż wydaje nam się, że stoimy nieruchomo na powierzchni planety, ona nieustannie obraca się wokół własnej osi i Słońca. Tego ruchu nie odczuwamy, gdyż przypomina on lot samolotem. Poruszamy się z tą samą prędkością co samolot, więc w ogóle nie mamy wrażenia, że ​​się poruszamy.

Z jaką prędkością Ziemia obraca się wokół własnej osi?

Ziemia obraca się wokół własnej osi w ciągu prawie 24 godzin (dokładniej za 23 godziny 56 minut 4,09 sekundy lub 23,93 godziny). Ponieważ obwód Ziemi wynosi 40 075 km, każdy obiekt na równiku obraca się z prędkością około 1674 km na godzinę, czyli około 465 metrów (0,465 km) na sekundę (40075 km podzielone przez 23,93 godziny i otrzymujemy 1674 km na godzinę).

Przy (90 stopniach szerokości geograficznej północnej) i (90 stopni szerokości geograficznej południowej) prędkość faktycznie wynosi zero, ponieważ punkty biegunowe obracają się z bardzo małą prędkością.

Aby określić prędkość na dowolnej innej szerokości geograficznej, wystarczy pomnożyć cosinus szerokości geograficznej przez prędkość obrotową planety na równiku (1674 km na godzinę). Cosinus 45 stopni wynosi 0,7071, więc pomnóż 0,7071 przez 1674 km na godzinę i otrzymaj 1183,7 km na godzinę.

Cosinus wymaganej szerokości geograficznej można łatwo obliczyć za pomocą kalkulatora lub sprawdzić w tabeli cosinusów.

Prędkość obrotu Ziemi dla innych szerokości geograficznych:

  • 10 stopni: 0,9848×1674=1648,6 km na godzinę;
  • 20 stopni: 0,9397 × 1674 = 1573,1 km na godzinę;
  • 30 stopni: 0,866×1674=1449,7 km na godzinę;
  • 40 stopni: 0,766 × 1674 = 1282,3 km na godzinę;
  • 50 stopni: 0,6428×1674=1076,0 km na godzinę;
  • 60 stopni: 0,5 × 1674 = 837,0 km na godzinę;
  • 70 stopni: 0,342 × 1674 = 572,5 km na godzinę;
  • 80 stopni: 0,1736 × 1674 = 290,6 km na godzinę.

Hamowanie cykliczne

Wszystko ma charakter cykliczny, nawet prędkość obrotu naszej planety, którą geofizycy mogą mierzyć z dokładnością do milisekund. Rotacja Ziemi ma zazwyczaj pięcioletnie cykle zwalniania i przyspieszania Ostatni rok Cykl spowolnienia jest często kojarzony z gwałtownym wzrostem trzęsień ziemi na całym świecie.

Ponieważ rok 2018 jest ostatnim w cyklu spowolnienia, naukowcy spodziewają się w tym roku wzrostu aktywności sejsmicznej. Korelacja nie jest związkiem przyczynowym, ale geolodzy zawsze szukają narzędzi pozwalających przewidzieć, kiedy nastąpi kolejne duże trzęsienie ziemi.

Oscylacje osi Ziemi

Ziemia obraca się nieznacznie, gdy jej oś dryfuje w stronę biegunów. Obserwuje się, że od 2000 r. dryf osi Ziemi przyspiesza, przesuwając się na wschód z prędkością 17 cm rocznie. Naukowcy ustalili, że oś nadal porusza się na wschód, zamiast poruszać się tam i z powrotem z powodu połączonego efektu topnienia Grenlandii i , a także utraty wody w Eurazji.

Oczekuje się, że dryft osiowy będzie szczególnie wrażliwy na zmiany zachodzące na 45 stopniach szerokości geograficznej północnej i południowej. Odkrycie to pozwoliło naukowcom w końcu odpowiedzieć na zadawane od dawna pytanie, dlaczego oś w ogóle dryfuje. Ruch osi na wschód lub zachód był spowodowany suchymi lub mokrymi latami w Eurazji.

Z jaką prędkością Ziemia porusza się wokół Słońca?

Oprócz prędkości obrotu Ziemi wokół własnej osi, nasza planeta okrąża Słońce także z prędkością około 108 000 km na godzinę (czyli około 30 km na sekundę), a swój pełny obrót wokół Słońca zajmuje 365 256 dni.

Dopiero w XVI wieku ludzie zdali sobie sprawę, że Słońce jest centrum naszego życia Układ Słoneczny, i że Ziemia porusza się wokół niego, a nie jest stałym centrum Wszechświata.