Nasza planeta jest w ciągłym ruchu. Razem ze Słońcem porusza się w przestrzeni wokół centrum Galaktyki. A ona z kolei porusza się we Wszechświecie. Ale najwyższa wartość W przypadku wszystkich żywych istot rolę odgrywa obrót Ziemi wokół Słońca i jej własnej osi. Bez tego ruchu warunki na planecie nie byłyby odpowiednie do podtrzymywania życia.

Układ Słoneczny

Według naukowców Ziemia jako planeta Układu Słonecznego powstała ponad 4,5 miliarda lat temu. W tym czasie odległość od oprawy praktycznie się nie zmieniła. Prędkość ruchu planety i siła grawitacji Słońca równoważyły ​​jej orbitę. Nie jest idealnie okrągły, ale jest stabilny. Gdyby grawitacja gwiazdy była większa lub prędkość Ziemi zauważalnie spadła, wówczas spadłaby na Słońce. W przeciwnym razie prędzej czy później poleci w przestrzeń kosmiczną, przestając być częścią systemu.

Odległość Słońca od Ziemi pozwala na utrzymanie optymalnej temperatury na jej powierzchni. Ważną rolę odgrywa tu także atmosfera. Gdy Ziemia obraca się wokół Słońca, zmieniają się pory roku. Natura przystosowała się do takich cykli. Gdyby jednak nasza planeta znajdowała się w większej odległości, temperatura na niej stałaby się ujemna. Gdyby było bliżej, cała woda wyparowałaby, ponieważ termometr przekroczyłby temperaturę wrzenia.

Tor planety wokół gwiazdy nazywa się orbitą. Trajektoria tego lotu nie jest idealnie okrągła. Ma elipsę. Maksymalna różnica wynosi 5 milionów km. Najbardziej bliski punkt orbita do Słońca znajduje się w odległości 147 km. Nazywa się to peryhelium. Jego ziemia przechodzi w styczniu. W lipcu planeta znajduje się w maksymalnej odległości od gwiazdy. Największa odległość to 152 miliony km. Ten punkt nazywa się aphelium.

Obrót Ziemi wokół własnej osi i Słońca zapewnia odpowiednią zmianę wzorców dobowych i okresów rocznych.

Dla ludzi ruch planety wokół środka układu jest niezauważalny. Dzieje się tak dlatego, że masa Ziemi jest ogromna. Niemniej jednak w każdej sekundzie w przestrzeni kosmicznej przelatujemy około 30 km. Wydaje się to nierealne, ale takie są obliczenia. Średnio uważa się, że Ziemia znajduje się w odległości około 150 milionów km od Słońca. Dokonuje pełnego obrotu wokół gwiazdy w ciągu 365 dni. Odległość pokonywana rocznie to prawie miliard kilometrów.

Dokładna odległość, jaką nasza planeta pokonuje w ciągu roku, poruszając się wokół gwiazdy, wynosi 942 miliony km. Razem z nią poruszamy się w przestrzeni po eliptycznej orbicie z prędkością 107 000 km/h. Kierunek obrotu jest z zachodu na wschód, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Planeta nie dokonuje pełnego obrotu w dokładnie 365 dni, jak się powszechnie uważa. W tym przypadku mija jeszcze około sześciu godzin. Ale dla wygody chronologii czas ten jest brany pod uwagę łącznie przez 4 lata. W efekcie „kumuluje się” jeden dodatkowy dzień, dodawany jest w lutym. Ten rok jest uważany za rok przestępny.

Prędkość obrotu Ziemi wokół Słońca nie jest stała. Ma odchylenia od wartości średniej. Dzieje się tak za sprawą eliptycznej orbity. Różnica pomiędzy wartościami jest najbardziej wyraźna w punktach peryhelium i aphelium i wynosi 1 km/s. Zmiany te są niewidoczne, ponieważ my i wszystkie otaczające nas obiekty poruszamy się w tym samym układzie współrzędnych.

Zmiana pór roku

Obrót Ziemi wokół Słońca i nachylenie osi planety umożliwiają istnienie pór roku. Jest to mniej zauważalne na równiku. Jednak bliżej biegunów cykliczność roczna jest bardziej wyraźna. Półkule północna i południowa planety są nierównomiernie ogrzewane energią Słońca.

Poruszając się wokół gwiazdy, mijają cztery konwencjonalne punkty orbity. Jednocześnie na przemian dwa razy w ciągu sześciomiesięcznego cyklu znajdują się dalej lub bliżej niego (w grudniu i czerwcu - dni przesileń). Odpowiednio, w miejscu, w którym powierzchnia planety nagrzewa się lepiej, tam jest temperatura środowisko wyższy. Okres na takim terytorium nazywa się zwykle latem. Na drugiej półkuli jest o tej porze zauważalnie chłodniej – panuje tam zima.

Po trzech miesiącach takiego ruchu z częstotliwością sześciu miesięcy oś planet ustawia się w taki sposób, aby obie półkule znajdowały się w tych samych warunkach grzewczych. W tym czasie (w marcu i wrześniu - dni równonocy) reżimy temperaturowe są w przybliżeniu równe. Następnie, w zależności od półkuli, rozpoczyna się jesień i wiosna.

Oś Ziemi

Nasza planeta jest obracającą się kulą. Jego ruch odbywa się wokół konwencjonalnej osi i odbywa się na zasadzie blatu. Opierając podstawę na samolocie w stanie nieskręconym, utrzyma równowagę. Gdy prędkość obrotowa słabnie, góra opada.

Ziemia nie ma wsparcia. Na planetę wpływają siły grawitacyjne Słońca, Księżyca i innych obiektów układu i Wszechświata. Mimo to utrzymuje stałą pozycję w przestrzeni. Prędkość jego obrotu uzyskana podczas formowania rdzenia jest wystarczająca do utrzymania względnej równowagi.

Oś Ziemi nie przechodzi prostopadle przez kulę planety. Jest nachylony pod kątem 66°33'. Obrót Ziemi wokół własnej osi i Słońca umożliwia zmianę pór roku. Planeta „upadłaby” w kosmos, gdyby nie miała ścisłej orientacji. Nie byłoby mowy o jakiejkolwiek stałości warunków środowiskowych i procesów życiowych na jej powierzchni.

Osiowy obrót Ziemi

Obrót Ziemi wokół Słońca (jeden obrót) następuje przez cały rok. W ciągu dnia następuje naprzemiennie dzień i noc. Jeśli spojrzysz na biegun północny Ziemi z kosmosu, zobaczysz, jak obraca się on w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Pełny obrót wykonuje w ciągu około 24 godzin. Okres ten nazywany jest dniem.

Prędkość obrotu określa prędkość dnia i nocy. W ciągu godziny planeta obraca się o około 15 stopni. Prędkość obrotu w różnych punktach jego powierzchni jest różna. Wynika to z faktu, że ma kulisty kształt. Na równiku prędkość liniowa wynosi 1669 km/h, czyli 464 m/s. Bliżej biegunów liczba ta maleje. Na trzydziestej szerokości geograficznej prędkość liniowa będzie już wynosić 1445 km/h (400 m/s).

Z powodu obrót osiowy planeta ma nieco skompresowany kształt względem biegunów. Ruch ten „zmusza” również poruszające się obiekty (w tym przepływy powietrza i wody) do odchylenia się od ich pierwotnego kierunku (siła Coriolisa). Inną ważną konsekwencją tej rotacji są przypływy i odpływy.

zmiana nocy i dnia

Obiekt kulisty jest w pewnym momencie oświetlony tylko w połowie przez pojedyncze źródło światła. W stosunku do naszej planety w jednej jej części będzie w tym momencie światło dzienne. Nieoświetlona część będzie zasłonięta przed Słońcem – panuje tam noc. Rotacja osiowa umożliwia naprzemienne występowanie tych okresów.

Oprócz reżimu świetlnego zmieniają się warunki ogrzewania powierzchni planety energią światła. Ta cykliczność jest ważna. Szybkość zmiany reżimów świetlnych i termicznych odbywa się stosunkowo szybko. W ciągu 24 godzin powierzchnia nie ma czasu ani na nadmierne nagrzanie, ani na ochłodzenie poniżej optymalnego poziomu.

Dla świata zwierząt decydujące znaczenie ma obrót Ziemi wokół Słońca i jej osi ze stosunkowo stałą prędkością. Bez stałej orbity planeta nie pozostałaby w optymalnej strefie grzewczej. Bez rotacji osiowej dzień i noc trwałyby sześć miesięcy. Ani jedno, ani drugie nie przyczyniłoby się do powstania i zachowania życia.

Nierówny obrót

W całej swojej historii ludzkość przyzwyczaiła się do faktu, że zmiana dnia i nocy następuje stale. Służyło to jako swego rodzaju standard czasu i symbol jednolitości procesów życiowych. Na okres obrotu Ziemi wokół Słońca w pewnym stopniu wpływa elipsa orbity i inne planety układu.

Kolejną cechą jest zmiana długości dnia. Obrót osiowy Ziemi zachodzi nierównomiernie. Jest kilka głównych powodów. Ważne są sezonowe wahania związane z dynamiką atmosfery i rozkładem opadów. Ponadto fala pływowa skierowana przeciwnie do kierunku ruchu planety stale ją spowalnia. Liczba ta jest znikoma (dla 40 tysięcy lat na 1 sekundę). Ale w ciągu 1 miliarda lat pod wpływem tego długość dnia wzrosła o 7 godzin (z 17 do 24).

Badane są konsekwencje obrotu Ziemi wokół Słońca i jego osi. Badania te mają ogromne znaczenie praktyczne i naukowe. Służą nie tylko do dokładnego określania współrzędnych gwiazd, ale także do identyfikowania wzorców, które mogą wpływać na procesy życiowe człowieka Zjawiska naturalne w hydrometeorologii i innych dziedzinach.

Jednak kilka wieków temu – za czasów włoskiego astronoma Galileo Galilei, który jako jeden z pierwszych propagował istnienie heliocentrycznego układu świata, fakt ten był kwestionowany.

Co więcej, wielu naukowców tamtej epoki argumentowało, że Ziemia jest nieruchoma i nie może obracać się wokół ciała niebieskiego, ponieważ sam Księżyc kręci się wokół niej, a niektórzy nawet wysuwają hipotezy dotyczące obrotu Słońca wokół naszej planety.

Historia układu heliocentrycznego

O ruchliwości planet zaczęto mówić z pewnością dzięki teorii Mikołaja Kopernika, który obliczył ich okres obrotu i odległość od Słońca. W XVII wieku niemiecki astronom Johannes Kepler wyprowadził szereg praw, według których:

Każde ciało niebieskie w Układzie Słonecznym porusza się po elipsie;

Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej właśnie elipsy;

Planety obracają się wokół swojej gwiazdy macierzystej nierównomiernie – z przyspieszaniem lub zwalnianiem w różnych punktach swojej ścieżki.

Rotację ciał niebieskich ostatecznie udowodniono dopiero w XIX wieku. Nazywa się to ścieżką obrotu planet wokół Słońca "orbita"(z łac orbita – sposób ). Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko Ziemię, wówczas nasza planeta dokonuje pełnego obrotu wokół Słońca w ciągu 365 dni.

Czas potrzebny na powrót do punktu początkowego nazywa się rokiem. Ponadto Ziemia obraca się wokół własnej osi, znajdującej się pod pewnym kątem do jej orbity. W rezultacie im dalej od Słońca, tym lepsze oświetlenie jego północnej połowy i gorsze oświetlenie południowej połowy. Zjawisko to przyczynia się do zmiany pór roku, które znamy jako zimę, wiosnę, lato i jesień.


Pomimo tego, że teoria ruchu planet została całkowicie udowodniona, nawet teraz trudno w nią uwierzyć, ponieważ w ogóle nie zauważamy ich obrotu względem otaczających nas obiektów - budynków, drzew. To stwierdzenie można zweryfikować za pomocą prosty eksperyment: jeśli upuścisz małą żelazną kulkę wysoki budynek, to gdy spadnie na ziemię, odchyli się od osi pionowej w kierunku wschodnim.

Rzecz w tym, że podczas obrotu nasza planeta porusza się szybciej niż podstawa budynku, więc kula będzie znacznie „przed” Ziemią i spadnie z odchyleniem od trajektorii.

Dlaczego planety krążą po orbicie?

Decydującym czynnikiem w tej kwestii jest prawo. uniwersalna grawitacja. Jako największe ciało w naszej galaktyce o największej masie, Słońce przyciąga do siebie wszystkie planety. I ta sama niewidzialna siła przyciągania trzyma je, jakby były przywiązane do oprawy na linie.

Jednocześnie każda planeta ma swój własny wektor ruchu, skierowany poprzecznie do wektora akcji pole grawitacyjne, więc to jest to ciała niebieskie znajdują się stale w mniej więcej tej samej odległości od Słońca i poruszając się bezwładnie, nie spadają na nie podczas obrotu.

Istnieje kilka powodów, dla których orbity wszystkich planet Układu Słonecznego są w mniej lub bardziej stabilnym stanie. Po pierwsze, główne wskaźniki gwiazdy macierzystej (masa, promień i potencjał pola grawitacyjnego) pozostają praktycznie niezmienione. Po drugie, odległość Słońca od innych gwiazd we Wszechświecie jest zbyt duża, aby wpływać na interakcję Słońca z planetami naszej galaktyki. Po trzecie, ze względu na niskie stężenie cząstek powstających w wyniku promieniowania słonecznego (pozytony, fotony, cząstki alfa) tarcie w przestrzeni kosmicznej jest minimalne, więc praktycznie nic nie stoi na przeszkodzie, aby planety obracały się po orbicie.

Oczywiście w to ostatnie stwierdzenie też trudno uwierzyć, gdyż w przestrzeni galaktycznej znajduje się mnóstwo kosmicznego pyłu, meteorytów i innych ciał, przez które podczas rotacji przechodzą planety. Jednak dzięki temu samemu prawu grawitacji większość asteroid ma własną orbitę i porusza się po niej ze stałą prędkością, bez oznak hamowania i bez spotykania na swojej drodze innych ciał.


Zatem wszystko w naszej galaktyce jest całkowicie zrównoważone i nawet drobne zmiany w ruchu planet wcale nie uniemożliwiają im obracania się wzdłuż ściśle zaplanowanej ścieżki przez wiele milionów lat.

Nasza planeta jest w ciągłym ruchu:

  • obrót wokół własnej osi, 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 zaakceptować czas lokalnyśrodkowy południk każdego pasa. 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 oś Ziemi nie zmienia się, jest zawsze skierowany w stronę Gwiazdy Polarnej.

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 w zimowy czas i mniej 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 Grzegorza 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 wykonuje nie tylko codzienną rotację ruch wokół osi (więcej szczegółów: ), a także ma w sobie ruch translacyjny orbitować wokół słońca, razem z innymi planetami, których jednak nie zauważamy. Ziemia wokół słońca. Wydaje nam się, że Ziemia jest w stanie stacjonarnym, a Słońce kręci się wokół niej. Aby to sobie najwyraźniej wyobrazić, wyobraźcie sobie, że wasz statek rzucił kotwicę i wpłynął na redę w pobliżu jakiegoś miasta portowego. Opuściłeś łódź i udałeś się do ujścia małej rzeki. Pogoda jest jasna i spokojna. Łódź pędzi po powierzchni wody i wydaje się, że brzegi rzeki szybko biegną w twoją stronę, a łódź stoi w bezruchu. W ten sposób ludzie zwykli uważać Ziemię za nieruchomą, obserwując pozorny ruch Słońca w konstelacjach zodiakalnych.

Razem w Układ Słoneczny znanych jest dziewięć dużych planety: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Planety nie mają własnego światła, a czasami obserwujemy je w postaci bardzo jasne gwiazdy, to dzieje się tak dlatego, że odbijają padające na nie światło Słońca.
Planety poruszają się po niebie pomiędzy gwiazdami, dlatego nazywane są planetami, czyli „wędrującymi luminarzami”.

Okresy obrotu planet wokół Słońca

Prędkości i okresy obrotu planet wokół Słońca różnią się w zależności od odległości od Słońca. Planety znajdujące się bliżej Słońca obracają się z większą prędkością i okrążają je w znacznie krótszym czasie niż planety położone dalej od Słońca. Na przykład, Rtęć- planeta najbliższa Słońcu - okrąża Słońce jedynie w 88 dni. Pluton, położony w porównaniu ze wszystkimi innymi znanymi nam planetami w najdalszej odległości od Słońca, znajduje się na 249 lat ziemskich.

Drogi, jakie planety pokonują wokół Słońca

Drogi, jakie planety pokonują wokół Słońca, nazywają się orbity. Orbity planet są elipsami lub wydłużonymi okręgami. Zostało to udowodnione po raz pierwszy genialny matematyk i astronom Johannesa Keplera. Stopień wydłużenia orbit planet jest zróżnicowany i stosunkowo niewielki. Najbardziej wydłużone są orbity Merkurego i Plutona. Jeśli chodzi o orbitę Ziemi, możemy to powiedzieć prawie nie różni się od koła. Narysowanie elipsy nie jest trudne. Weź krótki kawałek nici i zwiąż jej końce razem. Załóżmy tę nitkę na dwa szpilki wbite w leżącą ciasno na stole kartkę papieru, jedna od drugiej w odległości nieco mniejszej niż połowa całej nitki. Rozciągnij nić ołówkiem i trzymając ją w tej pozycji, przeciągnij ją po kartce papieru leżącej na stole. Rezultatem będzie elipsa. Punkty, w których wstawione są szpilki, nazywane są wydziwianie. Słońce znajduje się w jednym z ognisk elips orbit Ziemi i wszystkich innych planet Układu Słonecznego. Ogniska orbit planet znajdują się bardzo blisko środków elips, które leżą dokładnie pośrodku między ogniskami.

Odległość Ziemi od Słońca

Przeciętny odległość Ziemi od Słońca jest o 150 milionów kilometrów. Odległość ta jest prawie 3750 razy większa od obwodu ziemskiego równika. Aby pokonać odległość Ziemi od Słońca, pociąg poruszający się z prędkością 50 kilometrów na godzinę musi jechać bez zatrzymywania się przez około 350 lat. Nawet samolot lecący z prędkością około 350 kilometrów na godzinę dotarcie do Słońca zajęłoby nam 50 lat. Ziemia dokonuje pełnego obrotu wokół Słońca w ciągu roku, a dokładniej w ciągu 365 ¼ dni. W tej chwili nasza planeta pokonuje w przestrzeni globalnej odległość około 900 milionów kilometrów. Od ponad 20 tysięcy lat pieszy musi chodzić bez przerwy, pokonując w ciągu godziny 5 kilometrów, aby pokonać ten dystans. Samolot lecący z prędkością 350 kilometrów na godzinę, aby przelecieć bez międzylądowania dystans równy rocznej podróży naszej Ziemi, potrzebowałby około 300 lat. W każdej sekundzie Ziemia porusza się po swojej orbicie prawie 30 kilometrów. Za godzinę mija trasa ma około 108 tysięcy kilometrów. Czy możesz sobie teraz wyobrazić, jak długa jest roczna droga Ziemi i z jaką ogromną prędkością pędzi przez bezkresne przestrzenie świata? My, zwykli ziemscy pasażerowie, nie odczuwamy żadnych wstrząsów ani innych niedogodności w naszej podróży po Wszechświecie na tym „statku”. Nie boimy się otaczającej nas otchłani – jesteśmy mocno osadzeni na naszej Ziemi. Gdybyśmy mogli stworzyć taki latający pocisk, którego prędkość lotu byłaby równa prędkości ruchu Ziemi po jej orbicie, czyli co najmniej nawet 11 - 12 kilometrów na sekundę, to pocisk ten opuściłby Ziemię w swoim pierwszym locie i pokonując siłę swojej grawitacji, na zawsze zniknąłby z naszego pola widzenia w nieograniczonej przestrzeni świata. Gdybyśmy mieli takie działo, którego pociski miałyby prędkość lotu około 9 kilometrów na sekundę, wówczas pociski te zamieniłyby się w wieczni towarzysze naszej planety, na zawsze krążyłyby wokół Ziemi i nie mogłyby wlecieć daleko w głąb Ziemi przestrzeń ani nie spaść na ziemię.

Trasa orbity Ziemi

Ziemia nie porusza się po orbicie wokół Słońca z tą samą prędkością. Im bliżej Słońca, tym większa jest jego prędkość i odwrotnie, wraz z odległością od Słońca jego prędkość maleje. W punkt aphelium(punkt orbity Ziemi najbardziej oddalony od Słońca), prędkość Ziemi jest najmniejsza, oraz w punkcie peryhelium(punkt na orbicie Ziemi najbliższy Słońcu) jest największy.

Roczna droga Słońca

Wyrażenie „droga Słońca wśród gwiazd” może niektórym wydawać się dziwne. Przecież w dzień nie widać gwiazd. Dlatego nie jest łatwo zauważyć, że Słońce powoli, o około 1˚ dziennie, przemieszcza się pomiędzy gwiazdami od prawej do lewej. Ale widać, jak wygląd gwiaździstego nieba zmienia się w ciągu roku. Wszystko to jest konsekwencją obrotu Ziemi wokół Słońca.

Ścieżka widocznego rocznego ruchu Słońca na tle gwiazd nazywana jest ekliptyką (od greckiego „zaćmienia” - „zaćmienie”), a okres obrotu wzdłuż ekliptyki nazywany jest rokiem gwiazdowym. Jest to równe 265 dni 6 godzin 9 minut 10 sekund, czyli 365,2564 przeciętnych dni słonecznych.

Ekliptyka i równik niebieski przecinają się pod kątem 23˚26" w punktach równonocy wiosennej i jesiennej. Słońce pojawia się zwykle w pierwszym z tych punktów 21 marca, kiedy przechodzi z południowej półkuli nieba do północna W drugim - 23 września, kiedy przechodzi z półkuli północnej na południe.W najbardziej odległym na północ punkcie ekliptyki Słońce pojawia się 22 czerwca (przesilenie letnie), a na południu - 22 grudnia (przesilenie zimowe). rok przestępny daty te są przesunięte o jeden dzień.

Z czterech punktów ekliptyki głównym jest równonoc wiosenna. Z tego mierzona jest jedna ze współrzędnych niebieskich – rektascensja. Służy także do liczenia czasu gwiazdowego i roku tropikalnego – okresu pomiędzy dwoma kolejnymi przejściami środka Słońca przez równonoc wiosenną. Rok tropikalny wyznacza zmieniające się pory roku na naszej planecie.

Ponieważ punkt równonocy wiosennej porusza się powoli wśród gwiazd z powodu precesji osi Ziemi, czas trwania roku tropikalnego jest krótszy niż rok gwiezdny. To 365,2422 przeciętnych dni słonecznych.

Około 2 tysiące lat temu, kiedy Hipparch sporządzał swój katalog gwiazd (pierwszy, który dotarł do nas w całości), równonoc wiosenna znajdowała się w gwiazdozbiorze Barana. Do naszych czasów przesunął się prawie o 30˚ do konstelacji Ryb, a punkt równonocy jesiennej przesunął się z konstelacji Wagi do konstelacji Panny. Ale zgodnie z tradycją punkty równonocy są wyznaczone przez dawne znaki dawnych konstelacji „równonocy” - Barana i Wagi. To samo stało się z punktami przesilenia: letni w gwiazdozbiorze Byka jest oznaczony znakiem Raka, a zimowy w gwiazdozbiorze Strzelca jest oznaczony znakiem Koziorożca.

I wreszcie ostatnia rzecz związana jest z pozornym rocznym ruchem Słońca. Słońce przechodzi połowę ekliptyki od równonocy wiosennej do równonocy jesiennej (od 21 marca do 23 września) w 186 dni. Druga połowa, od równonocy jesiennej i wiosennej, trwa 179 dni (180 w roku przestępnym). Ale połówki ekliptyki są równe: każda ma 180˚. W rezultacie Słońce porusza się nierównomiernie wzdłuż ekliptyki. Nierówność tę tłumaczy się zmianami prędkości ruchu Ziemi po eliptycznej orbicie wokół Słońca.

Nierówny ruch Słońca wzdłuż ekliptyki prowadzi do różnej długości pór roku. Na przykład dla mieszkańców półkuli północnej wiosna i lato są o sześć dni dłuższe niż jesień i zima. Ziemia w dniach 2-4 czerwca znajduje się 5 milionów kilometrów dalej od Słońca niż w dniach 2-3 stycznia i zgodnie z drugim prawem Keplera porusza się po swojej orbicie wolniej. Latem Ziemia otrzymuje mniej ciepła od Słońca, ale lato na półkuli północnej jest dłuższe niż zima. Dlatego półkula północna Ziemi jest cieplejsza niż półkula południowa.

ZAĆMIENIE SŁOŃCA

W momencie nowiu księżyca może nastąpić zaćmienie słońca - w końcu to właśnie podczas nowiu Księżyc przechodzi między Słońcem a Ziemią. Astronomowie wiedzą z wyprzedzeniem, kiedy i gdzie nastąpi zaćmienie słońca, i odnotowują to w kalendarzach astronomicznych.

Ziemia ma tylko jednego satelitę, ale jakiego satelitę! Księżyc jest 400 razy mniejszy od Słońca i zaledwie 400 razy bliżej Ziemi, więc na niebie Słońce i Księżyc wydają się być dyskami tej samej wielkości. Zatem podczas całkowitego zaćmienia Słońca Księżyc całkowicie zasłania jasną powierzchnię Słońca, pozostawiając odkrytą całą atmosferę słoneczną.

Dokładnie o wyznaczonej godzinie i minucie, przez ciemne szkło widać, jak z prawej krawędzi coś czarnego wpełza na jasny dysk Słońca i jak pojawia się na nim czarna dziura. Stopniowo rośnie, aż w końcu krąg słoneczny przybiera formę wąskiego sierpa. Jednocześnie światło dzienne szybko słabnie. Tutaj Słońce całkowicie chowa się za ciemną kurtyną, gaśnie ostatni promień dnia, a ciemność, która wydaje się głębsza, im bardziej jest nagła, rozprzestrzenia się wokół, pogrążając człowieka i całą przyrodę w cichym zaskoczeniu.

Angielski astronom Francis Bailey opowiada o zaćmieniu Słońca 8 lipca 1842 roku w mieście Pawia (Włochy): „Kiedy nadeszło pełne zaćmienie i światło słoneczne natychmiast zgasło, wokół ciemnego ciała Księżyca nagle pojawił się jakiś jasny blask, podobny do korony lub aureoli wokół głowy świętego. Żadne raporty z poprzednich zaćmień nie opisywały czegoś takiego i wcale nie spodziewałem się ujrzeć świetności, która była teraz przed moimi oczami. Szerokość korony, obliczona na podstawie obwodu tarczy Księżyca, była równa w przybliżeniu połowie średnicy Księżyca. Wydawało się, że składa się z jasnych promieni. Jego światło było gęstsze w pobliżu samej krawędzi Księżyca, a w miarę oddalania się promienie korony stawały się słabsze i cieńsze. Osłabienie światła przebiegało całkowicie płynnie wraz ze wzrostem odległości. Koronę przedstawiono w postaci wiązek prostych, słabych promieni; ich zewnętrzne końce są rozłożone; promienie były nierównej długości. Korona nie była czerwonawa, nie perłowa, była całkowicie biała. Jego promienie mieniły się lub migotały jak płomień gazowy. Bez względu na to, jak genialne było to zjawisko, niezależnie od tego, jak wiele zachwytu budziło wśród widzów, w tym dziwnym, cudownym widowisku wciąż było coś złowrogiego i doskonale rozumiem, jak zszokowani i przestraszeni mogli być ludzie w momencie, gdy miały miejsce te zjawiska zupełnie niespodziewanie.

Najbardziej zaskakującym szczegółem całego obrazu było pojawienie się trzech dużych występów (występów), które wznosiły się ponad krawędź Księżyca, ale oczywiście tworzyły część korony. Wyglądały jak góry o ogromnej wysokości, jak ośnieżone szczyty Alp, gdy oświetlają je czerwone promienie zachodzącego słońca. Ich czerwony kolor przeszedł w liliowy lub fioletowy; być może najlepiej pasowałby tutaj odcień kwiatu brzoskwini. Światło występów, w przeciwieństwie do reszty korony, było całkowicie spokojne, „góry” nie błyszczały i nie migotały. Wszystkie trzy występy, różniące się nieco wielkością, widoczne były aż do ostatniego momentu całkowitej fazy zaćmienia. Ale gdy tylko przebił się pierwszy promień Słońca, protuberancje wraz z koroną zniknęły bez śladu i natychmiast wróciło jasne światło dnia.” Zjawisko to, tak subtelnie i barwnie opisane przez Baileya, trwało zaledwie ponad dwie minuty.

Pamiętacie chłopców Turgieniewa na łące Bezhinskiego? Pawlusza opowiadał o tym, że Słońca nie było już widać, o mężczyźnie z dzbanem na głowie, którego wzięto za Antychrysta Triszkę. A więc to była historia o tym samym zaćmieniu, które miało miejsce 8 lipca 1842 roku!

Ale na Rusi nie było większego zaćmienia niż to opisane w „Opowieści o kampanii Igora” i starożytnych kronikach. Wiosną 1185 r. Książę nowogrodzko-sierski Igor Światosławicz i jego brat Wsiewołod, pełni ducha wojskowego, wyruszyli przeciwko Połowiecom, aby zdobyć chwałę dla siebie i łupy dla swojego oddziału. 1 maja późnym popołudniem, gdy tylko pułki „wnuków Boga Dazhda” (potomków Słońca) wkroczyły na obcą ziemię, wcześniej niż oczekiwano zapadł zmrok, ptaki ucichły, konie zarżały i zrobiły to nie ruszał się, cienie jeźdźców były niewyraźne i dziwne, step oddychał zimnem. Igor rozejrzał się i zobaczył, że „słońce stojące jak księżyc” ich przegania. I Igor powiedział do swoich bojarów i swojej drużyny: "Widzicie? Co oznacza ten blask??" Patrzyli, widzieli i pochylili głowy. A mężczyźni powiedzieli: "Nasz książę! Ten blask nie wróży nam niczego dobrego!" Igor odpowiedział: "Bracia i oddział! Tajemnica Boga nikomu nie jest znana. A co nam Bóg da - na nasze dobro lub na nasze nieszczęście - zobaczymy." Dziesiątego maja oddział Igora zginął na stepie połowieckim, a rannego księcia wzięto do niewoli.