تتحرك الأرض في الفضاء مثل قمة دوارة تدور حول نفسها وتتحرك في نفس الوقت في دائرة. يقوم كوكبنا أيضًا بحركتين رئيسيتين: فهو يدور حول محوره ويتحرك حول الشمس.
دوران الأرض حول محورها.لقد رأيت بالفعل كيف تدور الكرة الأرضية حول المحور القضيبي. يقوم كوكبنا بمثل هذه الحركة باستمرار. لكننا لا نلاحظ ذلك، لأننا وجميع الأجسام الأرضية ندور معه - السهول والجبال والأنهار والبحار وحتى الهواء، المحيطة بالأرض. يبدو لنا أن الأرض تظل بلا حراك، لكن الشمس والقمر والنجوم تتحرك عبر السماء. نقول أن الشمس تشرق من الشرق وتغرب في الغرب. في الواقع، الأرض هي التي تتحرك، وتدور من الغرب إلى الشرق (عكس اتجاه عقارب الساعة).
وبالتالي، تدور الأرض حول محورها، وتضيء الشمس بالشمس أولاً من جهة، ثم من جهة أخرى (الشكل 86). ونتيجة لذلك، يتعرض الكوكب ليلا أو نهارا. بدوره الكاملتدور الأرض حول محورها خلال 24 ساعة. هذه الفترة تسمى لعدة أيام.حركة الأرض حول محورها منتظمة ولا تتوقف لحظة واحدة.
بسبب دوران الأرض حول محورها، يحدث تغير في النهار والليل. يكمل كوكبنا ثورة كاملة حول محوره يوم(24 ساعة).
حركة الأرض حول الشمس.تتحرك الأرض حول الشمس في مدار. إنه يقوم بالدوران الكامل سنة — 365 يوما.
انظر عن كثب إلى الكرة الأرضية. ستلاحظ أن محور الأرض ليس عموديا، بل مائلا بزاوية. لقد قيمة عظيمة: ميل المحور أثناء دوران الأرض حول الشمس هو سبب تغير الفصول. بعد كل شيء أشعة الشمسعلى مدار العام، يتلقى نصف الكرة الشمالي (والأيام أطول هناك) أو نصف الكرة الجنوبي المزيد من الضوء.
بسبب الميل محور الأرضأثناء حركة كوكبنا حول الشمس على الأرض يحدث تغيير الفصول.
على مدار العام، هناك أيام يكون فيها أحد نصفي الكرة الأرضية، الذي يتجه نحو الشمس، مضاءًا أكثر، والآخر أقل، والعكس صحيح. هذه هي الأيام الانقلاب. خلال دورة الأرض حول الشمس، يحدث انقلابان: الصيف والشتاء. مرتين في السنة، يتم إضاءة كلا نصفي الكرة الأرضية بالتساوي (ثم يكون طول اليوم في كلا نصفي الكرة الأرضية هو نفسه). هذه هي الأيام الاعتدال.
انظر إلى الشكل. 87 وتتبع حركة الأرض في مدارها. عندما تواجه الأرض الشمس بقطبها الشمالي، فإنها تضيء وتسخن نصف الكرة الشمالي بشكل أكبر. الأيام تصبح أطول من الليالي. الموسم الدافئ قادم - الصيف. 22 يونيوفيكون النهار هو الأطول والليل هو الأقصر في السنة، وهذا هو النهار الانقلاب الصيفي . في هذا الوقت، تضيء الشمس وتسخن نصف الكرة الجنوبي بشكل أقل. إنه الشتاء هناك. المواد من الموقع
بعد ثلاثة أشهر 23 سبتمبر، تحتل الأرض مثل هذا الموقع بالنسبة للشمس حيث تضيء أشعة الشمس كلا من الشمال والجنوب بالتساوي نصف الكرة الجنوبي. على الأرض بأكملها، باستثناء القطبين، سيكون النهار مساوياً لليل (12 ساعة لكل منهما). هذا اليوم يسمى يوم الاعتدال الخريفي.وفي غضون ثلاثة أشهر أخرى، سيواجه نصف الكرة الجنوبي الشمس. سوف يأتي الصيف هناك. وفي الوقت نفسه، سيكون لدينا، في نصف الكرة الشمالي، فصل الشتاء. 22 ديسمبر سيكون اليومالأقصر، والليل أطوله. هذا هو اليوم الانقلاب الشتوي . 21 مارسمرة أخرى، سيتم إضاءة كلا نصفي الكرة الأرضية بالتساوي، وسيكون النهار مساوياً لليل. هذا هو اليوم الإعتدال الربيعي .
على مدار العام (خلال دورة الأرض بأكملها حول الشمس)، يتم تمييز الأيام بناءً على إضاءة سطح الأرض:
- الانقلاب - الشتاء 22 ديسمبر، الصيف 22 يونيو؛
- الاعتدال - الربيع في 21 مارس، الخريف في 23 سبتمبر.
على مدار العام، يتلقى نصفي الكرة الأرضية كميات مختلفة ضوء الشمسوالدفء. هناك تغيير في الفصول (المواسم) من السنة. تؤثر هذه التغييرات على جميع الكائنات الحية على الأرض.
لم تجد ما كنت تبحث عنه؟ استخدم البحث
ويؤدي الدوران اليومي للكرة الأرضية إلى تغير متسلسل للأيام والليالي، كما تؤدي حركتها المدارية إلى تناوب الفصول وتغير السنوات نفسها. هذه الحركات هي الأكثر أهمية بالنسبة لأبناء الأرض، لأنها تكمن وراء الأساليب الفلكية لقياس الوقت، لكنها ليست الوحيدة. التسرع على طول المدار الشمسي من متوسط السرعةبسرعة حوالي 30 كم/ثانية، تقوم أرضنا أيضًا بالعديد من الحركات الأخرى المتنوعة جدًا.
كما سبق أن ذكرنا، فإن محور دوران الأرض يحافظ على موضعه الثابت في الفضاء طوال العام، أي أنه يظل موازيا لنفسه. والنهاية الشمالية لهذا المحور موجهة إلى نقطة ثابتة في السماء القريبة نجم الشمال. ولكن هذا ليس صحيحا تماما. من قرن إلى قرن، يصف محور الأرض، مثل محور القمة الدوارة، المخروط ببطء، وهذه الحركة ناتجة عن نفس قوى المد والجزر البحرية - جاذبية القمر والشمس. فقط في في هذه الحالةفهي لا تؤثر على مياه المحيطات، بل على كتل الأرض التي تشكل انتفاخها الاستوائي.
ونتيجة للتغيرات في اتجاه محور الأرض في الفضاء، فإن أقطاب العالم تتحرك ببطء بين النجوم في دائرة صغيرة نصف قطرها 23 درجة و26 دقيقة قوسية. عند هذه الزاوية ينحرف محور دوران الأرض عن المستوى العمودي مدار الأرض(مستوى مسير الشمس) وخط الاستواء السماوي يميل بنفس الزاوية على مستوى مسير الشمس. أذكر: خط الاستواء السماوي دائرة كبيرةوتقع على بعد 90 درجة من قطبي العالم. ويتقاطع مع مسير الشمس عند نقطتي الاعتدال الربيعي والخريفي. وبمجرد أن يتحرك القطب السماوي، تتحرك نقاط الاعتدال ببطء على طول مسير الشمس نحو حركة مرئيةشمس. ونتيجة لذلك، يصل الربيع كل عام قبل 20 دقيقة و 24 ثانية من تمكن الشمس من الدوران حول مسير الشمس بأكمله. ومن هنا حصلت هذه الظاهرة على اسمها المبادرةوالتي تُترجم من اللاتينية وتعني "المشي للأمام" أو توقع الاعتدالات.
أظهرت الحسابات أن القطب السماوي يصنع دائرة كاملةعلى المجال السماويلمدة 25.770 سنة، أي حوالي 258 قرنا. يقع حاليا على بعد حوالي 46 دقيقة قوسية من بولاريس. في عام 2103، ستقترب من النجم الموجه على مسافة لا تقل عن 27 دقيقة قوسية، ثم تتحرك في اتجاه كوكبة سيفيوس، وسوف تبتعد عنه ببطء.
لفترة طويلة القطب الشماليلن يتم "تمييز" العالم بنجم واحد ساطع، بل حوالي 7500 فقط سوف تمر سنواتعلى مسافة درجتين من Alpha Cephei - النجم الثاني ضخامة، ينافس القطبية من حيث السطوع. وفي حوالي العام 13600، سيكون الكوكب بمثابة الضوء الموجه. ألمع نجمالسماء الشمالية - فيغا. أخيرًا، ستأتي ساعة، بسبب الحركة الإضافية للقطب السماوي، سيختفي سيريوس الملكي من سماء خطوط العرض الشمالية، لكن كوكبة الصليب الجنوبي ستكون مرئية.
الاستباقية معقدة بسبب ما يسمى ب الإيماءة- تمايل طفيف لمحور الأرض. مثل المبادرة، فهي تأتي من تأثير قمرنا الصناعي على الانتفاخ الاستوائي للكرة الأرضية. ونتيجة لإضافة هاتين الحركتين، فإن حركة القطب السماوي لا تحدث في دائرة فحسب، بل على طول منحنى متموج قليلاً. هذه هي الحركة الرابعة للأرض.
لا يظل ميل محور دوران الأرض إلى المستوى المداري دون تغيير. كوكبنا، على الرغم من أنه بطيء للغاية، لا يزال "يتأرجح"، أي أن ميل محور الأرض يتغير قليلاً. وهي تتناقص حاليًا بحوالي 0.5 ثانية قوسية سنويًا. إذا حدث هذا الانخفاض باستمرار، فسيكون لدى 177000 من أبناء الأرض فرصة ممتازة للعيش على كوكب به المحور العمودي. ما هي التغييرات التي ستحدث بعد ذلك في الطبيعة؟ على الكرة الأرضيةمع المحور العمودي لن يكون هناك أي تغيير في الفصول. يمكن لسكانها الاستمتاع بالربيع الأبدي! ومع ذلك، فإن نطاق التقلبات في ميل محور دوران الأرض صغير جدًا - فهو لا يتجاوز 2-3 درجات. إن "الاستقامة" الحالية لمحور الأرض سوف تتوقف بالتأكيد، وبعد ذلك سيزداد ميلها.
تذكر أن مدار الأرض عبارة عن قطع ناقص. وشكل هذا القطع الناقص يخضع أيضًا لتغيرات بطيئة. يصبح ممدودًا إلى حد ما. حاليًا، يبلغ الانحراف المركزي للقطع الناقص للأرض 0.0167، وفي 24000 سيتحول مدار الأرض إلى دائرة تقريبًا. بعد ذلك، على مدار 40 ألف عام، سيبدأ الانحراف المركزي في الزيادة مرة أخرى، وسيستمر، على ما يبدو، طالما أن كوكبنا نفسه موجود. انها دائمة تغير في انحراف مدار الأرضيمكن اعتبارها الحركة السادسة للأرض.
الكواكب أيضا لا تترك الأرض وحدها. اعتمادًا على كتلتها وبعدها، يكون لها تأثير ملحوظ جدًا عليها. وهكذا، فإن المحور الرئيسي لمدار الأرض، الذي يربط أقرب وأبعد نقاط مسار الأرض من الشمس (الحضيض والأوج)، بسبب الجاذبية المشتركة للكواكب، يدور ببطء. وتستمر هذه الدورة 21 ألف سنة تغيير الحضيض العلمانيوهي الحركة السابعة للأرض.
نتيجة للتغيرات في اتجاه مدار الأرض، يتغير توقيت مرور الأرض عبر الحضيض الشمسي ببطء. وإذا مرت الأرض الآن بالحضيض الشمسي في أوائل شهر يناير، فستكون عند الحضيض حوالي 11900 في أيام الانقلاب الصيفي: سيكون الشتاء بعد ذلك باردًا بشكل خاص، وستصل حرارة الصيف إلى أعلى حد لها.
تقول كتب الفلك الشعبية أن “القمر يدور حول الأرض”، لكن هذا التعبير ليس دقيقا تماما. والحقيقة هي أن الأرض لا تجذب القمر فحسب، بل يجذب القمر الأرض أيضًا، ويتحرك كلا الأجرام السماوية معًا، كوحدة واحدة، حولها المركز العامكتل نظام الأرض والقمر. كتلة القمر أقل بـ 81.3 مرة من كتلة الأرض، وبالتالي فإن هذا المركز أقرب إلى مركز الأرض بـ 81.3 مرة منه إلى مركز القمر. ويبلغ متوسط المسافة بين مراكزها 384.400 كيلومتر. وباستخدام هذه البيانات نحصل على: مركز كتلة نظام الأرض-القمر يقع على مسافة 4671 كم من مركز الأرض باتجاه القمر، أي على مسافة 1707 كم تحت سطح الأرض. (يبلغ نصف القطر الاستوائي للأرض 6378 كم). حول هذا المركز تصف الأرض والقمر مداراتهما خلال الشهر. ونتيجة لذلك فإن الأرض شهريا إما تقترب من الشمس أو تبتعد عنها، مما يسبب تغييرات طفيفةالقطر الظاهر ضوء النهار. هذه هي الحركة الثامنة للأرض.
بالمعنى الدقيق للكلمة، يتحرك مركز كتلة نظام الأرض والقمر في مدار حول المجموعة الشمسية. لذلك، يجب أن يبدو مسار الأرض كخط متموج قليلاً.
إذا كانت أرض واحدة فقط تدور حول الشمس، فإن كلا الجرمين السماويين سيصفان شكلًا بيضاويًا حول مركز الكتلة المشترك لنظام الشمس والأرض. ولكن جاذبية الشمس للآخرين الكواكب الكبيرةيجعل هذا المركز يصف منحنى معقدًا للغاية. وعندما تقع جميع الكواكب على جانب واحد من الجسم المركزي، فإنها تجذبه بقوة خاصة وتزيح الشمس، مما يتسبب في مركز الكتلة ككل النظام الشمسييمتد إلى ما وراء حدود الكرة الأرضية الشمسية. هكذا ينشأ تعقيد تاسع آخر في حركة الأرض.
أخيرا، تستجيب أرضنا نفسها بسهولة لجاذبية الكواكب الأخرى في النظام الشمسي. في الواقع، وفقًا لقانون نيوتن، تنجذب جميع الأجرام السماوية إلى بعضها البعض بقوة تتناسب طرديًا مع حاصل ضرب كتلتها وتتناسب عكسيًا مع مربع بعدها. هذا التأثير للكواكب لا يظهر نفسه بأفضل طريقة ممكنة- ينحرف الأرض عن مسارها الإهليلجي حول الشمس (من مدار كبلر) ويسبب كل تلك الشذوذات في مدارها الحركة المداريةالتي تسمى الاضطراباتأو الاضطرابات. أعظم اضطراب في الأرض سببه كوكب المشتري العملاق وجارتنا كوكب الزهرة. إن تعقيد مسار حركة الأرض تحت تأثير جاذبية الكواكب يشكل حركتها العاشرة.
لقد ثبت منذ زمن طويل أن النجوم تتحرك في الفضاء سرعات هائلة. شمسنا ليست استثناء. نسبياً أقرب النجومويطير في اتجاه كوكبة هرقل بسرعة حوالي 20 كيلومترا في الثانية حاملا معه جميع أقماره بما في ذلك الأرض. حركة الأرض في الفضاء سببها حركة إلى الأمامالشمس هي الحركة الحادية عشرة لكوكبنا. بفضل هذه الرحلة التي لا نهاية لها، نترك إلى الأبد منطقة السماء حيث يضيء سيريوس، ونقترب من أعماق النجوم المجهولة، حيث يتألق فيغا بشكل مشرق. منذ أن تشكلت الأرض، لم تطير أبدًا عبر أماكن مألوفة ولن تعود أبدًا إلى النقطة التي نحن فيها حاليًا في الكون.
دعونا نصور اتجاه حركة الشمس في الفضاء على شكل سهم مستقيم. ثم النقطة التي يطير إليها في السماء ستشكل زاوية حوالي 40 درجة مع قطب مسير الشمس. كما نرى، يتحرك نجمنا المركزي بشكل غير مباشر تمامًا (بالنسبة لمستوى مسير الشمس)، والأرض، مثل الصقر أو النسر، تصف دوامة عملاقة حولها...
لو تمكنا من النظر إلى "جزيرتنا" النجمية المجرية من الخارج والتعرف على شمسنا من بين 200 مليار نجم، لوجدنا أنها تتحرك حول مركز المجرة بسرعة حوالي 220 كم/ث وتكمل مسارها في حوالي 230 مليون سنة . يشارك النظام الشمسي بأكمله في هذه الرحلة السريعة حول قلب المجرة مع الشمس، وبالنسبة لأرضنا، فهذه هي الحركة الثانية عشرة.
رحلة الأرض مع الشمس حول قلب المجرة تكتمل بالحركة الثالثة عشرة لمجرتنا بأكملها نظام النجمنسبة إلى مركز عنقود المجرات الأقرب إلينا.
تجدر الإشارة إلى أن الحركات الثلاثة عشر المذكورة للأرض لا تستنفد جميع حركاتها المحتملة. كل شيء في الكون جسم سماوييجب أن يشارك في العديد من الحركات النسبية المختلفة.
وفي العصر الحديث، يميل محور دوران الأرض على المستوى المداري بزاوية قدرها 66.5 درجة. وهذا يؤدي إلى تغير الفصول وعدم تساوي الليل والنهار- أهم النتائج المترتبة على دوران الأرض حول الشمس.
ولو كان محور الأرض متعامدا مع المستوى المداري لكان النهار دائما مساويا لليل وستنخفض حرارة سطح الأرض خلال العام من خط الاستواء إلى القطبين ولن يكون هناك تغير في الفصول.
يحدد ميل محور الأرض إلى المستوى المداري والحفاظ على اتجاهه في الفضاء زوايا مختلفة لسقوط الأشعة الشمسية، وبالتالي الاختلافات في تدفق الحرارة إلى سطح الأرض في مواسم مختلفة من السنة، وكذلك عدم تساوي أطوال النهار والليل على مدار العام عند جميع خطوط العرض، باستثناء خط الاستواء، حيث يساوي النهار والليل دائمًا 12 ساعة.
وفي اعتدالي 21 مارس و23 سبتمبر يبلغ طول النهار والليل 12 ساعة عند جميع دوائر العرض. تسقط أشعة الشمس عموديا عند خط الاستواء. وفي يوم الانقلاب الصيفي، 22 يونيو، تسقط الأشعة عموديًا على المنطقة الاستوائية الشمالية، التي يبلغ خط عرضها 23 0 27 بوصة. ولا تضاء المناطق القطبية فقط على مدار الساعة، بل تضاء أيضًا المساحة الواقعة خلفها حتى مسافة خط عرض 66°33" (الدائرة القطبية الشمالية). في نصف الكرة الجنوبي في هذا الوقت، لا يضيء إلا ذلك الجزء منه الذي يقع بين خط الاستواء والدائرة القطبية الشمالية الجنوبية (66°33 بوصة). وخلفه يقع يوم 22 يونيو سطح الأرضغير مضاءة.
في الانقلاب الشتوي، 22 ديسمبر، كل شيء يحدث في الاتجاه المعاكس. تتساقط أشعة الشمس عموديًا بالفعل على المناطق الاستوائية الجنوبية. والمناطق المضيئة في نصف الكرة الجنوبي لا تقع فقط بين خط الاستواء والمناطق الاستوائية، بل حول القطب الجنوبي أيضًا. ويستمر هذا الوضع حتى 21 مارس، عندما يصل الاعتدال الربيعي. تؤدي الحركة السنوية للأرض حول الشمس مع الميل المستمر لمحور الدوران إلى تغير منتظم في الفصول.
أحزمة ليالي الصيف البيضاء وقصيرة أيام الشتاء(58-66.5° شمالاً وجنوباً) موجودة لفترة قصيرة من الزمن. ومع اقتراب الانقلاب الصيفي يبدأ وقت الليالي البيضاء، وفي الشتاء - أيام الشفق. يرتبط ظهور الليالي البيضاء بانكسار الأشعة فيها الغلاف الجوي للأرضونتيجة لذلك تظهر النجوم أعلى من موقعها الفعلي فوق الأفق.
الآثار الجغرافية التناوب اليوميأرض
دوران الأرض حول محورها- شيء آخر خاصية مهمةأن كوكبنا لديه. عند النظر إليها من القطب الشمالي، فإن الأرض تدور عكس اتجاه عقارب الساعة، أو كما هو شائع، من الغرب إلى الشرق. زاوية الدوران هي نفسها عند جميع خطوط العرض. في ساعة واحدة تتحرك كل نقطة على سطح الأرض بمقدار 15 درجة من موضعها الأصلي. ولكن في نفس الوقت السرعة الخطيةيتناسب عكسيا مع خط العرض الجغرافي. عند خط الاستواء تبلغ 464 م/ث، وعند خط العرض 65 درجة تبلغ 195 م/ث فقط. ترتبط العديد من العواقب الجغرافية بالدوران المحوري للأرض. تتعلق النتيجة الأولى بضغط الجسم الكروي للأرض. والنتيجة الثانية هي تغير النهار والليل. أما الأهمية الثالثة والأكثر أهمية لدوران الأرض فهي تكوين قوة دورانية، أو قوة كوريوليس (إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي، إلى اليسار في الجنوب). عند خط الاستواء تكون قوة كوريوليس صفراً. تحت تأثير القوة المنحرفة لدوران الأرض، تتخذ رياح خطوط العرض المعتدلة في نصفي الكرة الأرضية اتجاهًا غربيًا في الغالب، وفي خطوط العرض الاستوائية - الشرقية (الرياح التجارية). تم العثور على مظهر مماثل لقوة كوريوليس في اتجاه حركة مياه المحيط. لكن التيارات البحريةوتحت تأثير قوة كوريوليس، فإنها تتحول من اتجاه الرياح السائدة بزاوية 30-35 درجة إلى اليمين أو اليسار، حسب نصف الكرة الأرضية. تتسبب الرياح التجارية في تحول التدفق شمال وجنوب خط الاستواء. للتعويض عن التدفق الخارجي، ترتفع المياه العميقة الباردة هنا. ولذلك فإن درجة حرارة المياه السطحية عند خط الاستواء أقل بمقدار 2-3 درجات مئوية عنها في المناطق الاستوائية المجاورة. ويسمى الارتفاع البطيء للمياه العميقة إلى الطبقات العليا من المحيط بالارتفاع إلى أعلى، ويسمى الهبوط بالانخفاض.
بالإضافة إلى ارتفاع مياه القاع إلى السطح عند خط الاستواء، يحدث ارتفاع أو انخفاض المياه بالقرب من الخط الساحلي للمسطحات المائية
يمكن لقوة كوريوليس أن تفسر سبب كون الضفاف اليمنى للأنهار في نصف الكرة الشمالي أكثر انحدارًا من الضفاف اليسرى، والعكس صحيح في نصف الكرة الجنوبي.
في الحياة اليومية، من غير المناسب استخدام متوسط التوقيت الشمسي، لأنه يختلف من خط طول إلى آخر، التوقيت المحلي.ولذلك، في المؤتمر الفلكي الدولي في عام 1884، تم اعتماد توقيت المنطقة. ل الوقت القياسييتم قبول التوقيت المحلي لخط الطول الأوسط لكل منطقة. يتم أخذ وقت خط الطول الرئيسي (غرينتش) على أنه الوقت العالمي.يتم احتساب الأحزمة إلى الشرق. في منطقتين متجاورتين، يختلف الوقت القياسي بمقدار ساعة واحدة بالضبط.
تم تقديم التوقيت القياسي في بلدنا في 1 يوليو 1919. تقع روسيا في عشر مناطق زمنية: من الثانية إلى الحادية عشرة. ومع ذلك، من أجل استخدام ضوء النهار بشكل أكثر عقلانية في الصيف في بلدنا، في عام 1930، بموجب مرسوم خاص، تم نقل الساعات إلى الأمام لمدة ساعة واحدة - تم تقديم وقت الأمومة.
منذ عام 1981، للفترة من أبريل إلى أكتوبر، وقت الصيفعن طريق تقديم الوقت ساعة أخرى مقارنة بإجازة الأمومة. وبالتالي، فإن التوقيت الصيفي في موسكو يتوافق فعليًا مع التوقيت المحلي على خط الطول 60 درجة شرقًا. د. يسمى التوقيت الصيفي في المنطقة الزمنية الثانية موسكو.
تقريبًا على طول خط الطول 180 درجة، تم تنفيذه في عام 1884 خط التاريخ الدولي.هذا خط تقليدي تتزامن الساعات والدقائق على جانبيه، وتختلف تواريخ التقويم بيوم واحد.
تسمى فترة الانتقال السلس من ضوء النهار إلى ظلام الليل والعودة suبالمعايير.هم على أساس ظاهرة بصرية، يتم ملاحظتها في الجو قبل شروق الشمس وبعد غروبها، عندما تكون تحت الأفق، ولكنها تضيء السماء التي ينعكس منها الضوء. تعتمد مدة الشفق على الوقت من السنة وخط عرض موقع الرصد عند خط الاستواء، ويكون الشفق قصيرًا ويزداد مع خط العرض. هناك ثلاث فترات من الشفق. الشفق المدنييتم ملاحظته عندما ينغمس مركز الشمس تحت الأفق بشكل سطحي (بزاوية تصل إلى 6 درجات) ولفترة قصيرة. هذا في الواقع الليالي البيضاء،عندما يلتقي فجر المساء بفجر الصباح. في الصيف يتم ملاحظتها عند خطوط عرض 60 درجة وأكثر. الشفق الملاحيلوحظ عندما المركز القرص الشمسييغوص تحت الأفق بمقدار 6-12 درجة. في هذه الحالة يكون خط الأفق مرئيا، ومن السفينة يمكنك تحديد زاوية النجوم فوقها. وأخيرا، أستر الشفق الاسميلوحظ عندما يهبط مركز القرص الشمسي تحت الأفق بمقدار 12-18 درجة.
في علم الفلك، مدار الأرض هو حركة الأرض حول الشمس بمتوسط مسافة 149,597,870 كم. تدور الأرض حول الشمس بشكل كامل كل 365.2563666 يومًا (1 سنة فلكية). في هذه الحركة، تتحرك الشمس بالنسبة للنجوم بمقدار درجة واحدة يوميًا (أو قطر الشمس أو القمر كل 12 ساعة) نحو الشرق، كما يُرى من الأرض. وتستغرق الأرض 24 ساعة لتكمل ثورة حول محورها، وبعد ذلك تعود الشمس إلى خط الطول. السرعة المداريةيبلغ معدل حركة الأرض حول الشمس 30 كم في الثانية (108000 كم في الساعة)، وهي سرعة كافية لتغطية قطر الأرض (حوالي 12700 كم) في 7 دقائق أو المسافة إلى القمر (384000 كم) في 4 ساعات. .
عند دراسة القطبين الشماليين للشمس والأرض، وجد أن الأرض تدور بالنسبة للشمس في اتجاه عكس عقارب الساعة. كما أن الشمس والأرض تدوران عكس اتجاه عقارب الساعة حول محوريهما.
ويغطي مدار الأرض حول الشمس مسافة تقارب 940 مليون كيلومتر في السنة الواحدة.
تاريخ الدراسة
مركزية الشمس هي النظرية القائلة بأن الشمس تقع في مركز النظام الشمسي. تاريخيًا، تتعارض مركزية الشمس مع مركزية الأرض، التي تنص على أن الأرض تقع في مركز النظام الشمسي. وفي القرن السادس عشر، قدم نيكولاس كوبرنيكوس وظيفة بدوام كاملحول نموذج مركزية الشمس للكون، والذي كان مشابهًا في كثير من النواحي لنموذج مركزية الأرض لبطليموس المجسطي، الذي تم تقديمه في القرن الثاني. وقد ادعت هذه الثورة الكوبرنيكية ذلك حركة رجعيةالكواكب بدت كذلك، ولم تكن واضحة.
التأثير على الأرض
بسبب ميل محور الأرض (المعروف أيضًا باسم ميل مسير الشمس)، يتغير ميل مسار الشمس في السماء (كما يظهر على سطح الأرض) على مدار العام. عند المراقبة خط العرض الشماليعندما يميل القطب الشمالي نحو الشمس، يمكنك رؤية الأيام تصبح أطول والشمس تشرق أعلى. ويؤدي هذا الوضع إلى زيادة متوسط درجات الحرارة مع زيادة كمية ضوء الشمس التي تصل إلى السطح. عندما يتحرك القطب الشمالي بعيدًا عن الشمس، تصبح درجات الحرارة أكثر برودة بشكل عام. وفي الحالات القصوى عندما لا تصل أشعة الشمس إلى الشمال الدائرة القطبية الشماليةخلال فترة معينة من النهار لا يوجد ضوء على الإطلاق (وتسمى هذه الظاهرة بالليل القطبي). وتحدث مثل هذه التغيرات في المناخ (بسبب اتجاه ميل محور الأرض) حسب المواسم.
الأحداث في المدار
وفقًا لأحد التقاليد الفلكية، يتم تحديد الفصول الأربعة من خلال الانقلاب، وهي النقطة المدارية التي يكون فيها أقصى ميل للمحور نحو الشمس أو بعيدًا عنها، والاعتدال، حيث يكون اتجاه الميل واتجاه الشمس متعامدين على كل منهما. آخر. وفي نصف الكرة الشمالي يحدث الانقلاب الشتوي في 21 ديسمبر، والانقلاب الصيفي في 21 يوليو، الاعتدال الربيعي- 20 مارس والاعتدال الخريفي 23 سبتمبر. ويكون ميل المحور في نصف الكرة الجنوبي معاكسا تماما لاتجاهه في نصف الكرة الشمالي. ولذلك فإن الفصول في الجنوب تتعارض مع الفصول في الشمال.
في العصر الحديث، تمر الأرض بالحضيض الشمسي في 3 يناير، ومن خلال الأوج في 4 يوليو (للاطلاع على العصور الأخرى، انظر السبق ودورات ميلانكوفيتش). يؤدي تغيير اتجاه الأرض والشمس إلى زيادة طاقة شمسيةبنسبة 6.9%، والتي تصل إلى الأرض في الحضيض بالنسبة للأوج. نظرًا لأن نصف الكرة الجنوبي يميل نحو الشمس في نفس الوقت تقريبًا الذي تصل فيه الأرض إلى أقرب نقطة لها من الشمس، فإنه على مدار عام يتلقى نصف الكرة الجنوبي طاقة شمسية أكثر قليلًا مما يستقبله نصف الكرة الشمالي. ومع ذلك، فإن هذا التأثير أقل أهمية من التغيير الشاملالطاقة الناتجة عن ميل المحور: معظم الطاقة المستقبلة تمتصها مياه نصف الكرة الجنوبي.
يبلغ نصف قطر مجال هيل (مجال تأثير الجاذبية) للأرض 1,500,000 كيلومتر. هذه هي المسافة القصوى حيث تأثير الجاذبيةالأرض أقوى من قوة الكواكب البعيدة والشمس. يجب أن تقع الأجسام التي تدور حول الأرض ضمن نصف القطر هذا، وإلا فقد تصبح غير مقيدة بسبب اضطراب جاذبية الشمس.
ويوضح الرسم البياني التالي العلاقة بين خط الانقلاب وخط asp للمدار الإهليلجي للأرض. يظهر القطع الناقص المداري (تم المبالغة في الانحراف المركزي من أجل التأثير) في ست صور للأرض عند الحضيض الشمسي (الحضيض - أقرب نقطة إلى الشمس) من 2 إلى 5 يناير: اعتدال مارس من 20 إلى 21 مارس، ونقطة الانقلاب في يونيو. من 20 إلى 21 يونيو، يمكن أيضًا رؤيته هنا الأوج (أبعد نقطة عن الشمس) من 4 إلى 7 يوليو، والاعتدال سبتمبر من 22 إلى 23 سبتمبر، والانقلاب الشمسي في ديسمبر من 21 إلى 22 ديسمبر. لاحظ أن الرسم البياني يوضح شكلًا مبالغًا فيه لمدار الأرض. في الواقع، مسار مدار الأرض ليس غريب الأطوار كما هو موضح في الرسم البياني.
كوكبنا موجود حركة مستمرة. ويتحرك مع الشمس في الفضاء حول مركز المجرة. وهي بدورها تتحرك في الكون. لكن أعلى قيمةبالنسبة لجميع الكائنات الحية، يلعب دوران الأرض حول الشمس دورًا المحور الخاص. وبدون هذه الحركة، لن تكون الظروف على الكوكب مناسبة لدعم الحياة.
النظام الشمسي
وفقا للعلماء، تشكلت الأرض ككوكب في النظام الشمسي منذ أكثر من 4.5 مليار سنة. خلال هذا الوقت، لم تتغير المسافة من النجم عمليا. سرعة حركة الكوكب وقوة الجاذبية للشمس توازن مداره. إنها ليست مستديرة تمامًا، ولكنها مستقرة. لو كانت جاذبية النجم أقوى أو انخفضت سرعة الأرض بشكل ملحوظ، لكان قد سقط في الشمس. في خلاف ذلكعاجلاً أم آجلاً، سوف يطير إلى الفضاء، ويتوقف عن أن يكون جزءًا من النظام.
المسافة من الشمس إلى الأرض تجعل من الممكن الحفاظ على درجة الحرارة المثلى على سطحها. يلعب الجو أيضًا دورًا مهمًا في هذا. مع دوران الأرض حول الشمس، تتغير الفصول. لقد تكيفت الطبيعة مع مثل هذه الدورات. ولكن إذا كان كوكبنا بعيدًا مسافة أطول، فإن درجة الحرارة عليه تصبح سلبية. لو كان أقرب، لتبخر كل الماء، لأن مقياس الحرارة قد تجاوز نقطة الغليان.
يسمى مسار الكوكب حول النجم بالمدار. مسار هذه الرحلة ليس دائريًا تمامًا. لديها القطع الناقص. أقصى فرق هو 5 مليون كيلومتر. أقرب نقطة للمدار إلى الشمس هي على مسافة 147 كم. يطلق عليه الحضيض الشمسي. تمر أرضها في يناير. في شهر يوليو، يكون الكوكب في أقصى مسافة له من النجم. أكبر مسافة هي 152 مليون كم. هذه النقطة تسمى الأوج.
يضمن دوران الأرض حول محورها والشمس حدوث تغيير مماثل في الأنماط اليومية والفترات السنوية.
بالنسبة للبشر، حركة الكوكب حول مركز النظام غير محسوسة. وذلك لأن كتلة الأرض هائلة. ومع ذلك، في كل ثانية نطير حوالي 30 كيلومترًا في الفضاء. قد يبدو هذا غير واقعي، لكن هذه هي الحسابات. في المتوسط، يُعتقد أن الأرض تقع على مسافة حوالي 150 مليون كيلومتر من الشمس. يقوم بدورة كاملة حول النجم خلال 365 يومًا. تبلغ المسافة المقطوعة سنويًا ما يقرب من مليار كيلومتر.
المسافة الدقيقة التي يقطعها كوكبنا خلال عام واحد حول النجم هي 942 مليون كيلومتر. ونتحرك معها عبر الفضاء في مدار بيضاوي الشكل بسرعة 107000 كم/ساعة. اتجاه الدوران من الغرب إلى الشرق، أي عكس اتجاه عقارب الساعة.
ولا يكمل الكوكب ثورة كاملة في 365 يومًا بالضبط، كما هو شائع. في هذه الحالة، تمر حوالي ست ساعات أخرى. ولكن لراحة التسلسل الزمني، يتم أخذ هذه المرة في الاعتبار في المجموع لمدة 4 سنوات. ونتيجة لذلك، يتم "تراكم" يوم إضافي واحد، ويتم إضافته في شهر فبراير. تعتبر هذه السنة سنة كبيسة.
إن سرعة دوران الأرض حول الشمس ليست ثابتة. لديها انحرافات عن القيمة المتوسطة. ويرجع ذلك إلى المدار الإهليلجي. يكون الفرق بين القيم أكثر وضوحًا عند نقاط الحضيض والأوج وهو 1 كم / ثانية. هذه التغييرات غير مرئية، لأننا وجميع الكائنات من حولنا نتحرك في نفس نظام الإحداثيات.
تغيير الفصول
إن دوران الأرض حول الشمس وميل محور الكوكب يجعلان الفصول ممكنة. وهذا أقل وضوحًا عند خط الاستواء. ولكن بالقرب من القطبين، تكون الدورة السنوية أكثر وضوحا. يتم تسخين نصفي الكرة الشمالي والجنوبي للكوكب بشكل غير متساو بواسطة طاقة الشمس.
يتحركون حول النجم، ويمرون بأربع نقاط مدارية تقليدية. في الوقت نفسه، بالتناوب مرتين خلال دورة الستة أشهر، يجدون أنفسهم أبعد أو أقرب إليها (في ديسمبر ويونيو - أيام الانقلابات). وفقا لذلك، في المكان الذي يسخن فيه سطح الكوكب بشكل أفضل، هناك درجة الحرارة بيئةأعلى. عادة ما تسمى الفترة في مثل هذه المنطقة بالصيف. يكون الجو أكثر برودة بشكل ملحوظ في هذا الوقت في نصف الكرة الآخر - إنه فصل الشتاء هناك.
وبعد ثلاثة أشهر من هذه الحركة بتكرار ستة أشهر، يتم وضع محور الكوكب بطريقة تجعل كلا نصفي الكرة الأرضية في وضع مستقيم. نفس الشروطللتدفئة. في هذا الوقت (في مارس وسبتمبر - أيام الاعتدال) ظروف درجة الحرارةمتساوية تقريبًا. ثم، اعتمادا على نصف الكرة الأرضية، يبدأ الخريف والربيع.
محور الأرض
كوكبنا عبارة عن كرة دوارة. تتم حركتها حول محور تقليدي وتحدث وفقًا لمبدأ القمة. ومن خلال وضع قاعدتها على المستوى في حالة غير ملتوية، فإنها ستحافظ على التوازن. وعندما تضعف سرعة الدوران، تسقط القمة.
الأرض ليس لها دعم. يتأثر الكوكب بقوى الجاذبية للشمس والقمر والأشياء الأخرى في النظام والكون. ومع ذلك، فإنه يحتفظ بموقع ثابت في الفضاء. إن سرعة دورانها التي تم الحصول عليها أثناء تكوين القلب كافية للحفاظ على التوازن النسبي.
لا يمر محور الأرض بشكل عمودي عبر الكرة الأرضية. ويميل بزاوية 66°33 درجة. إن دوران الأرض حول محورها والشمس يجعل من الممكن تغير الفصول. سوف "يتعثر" الكوكب في الفضاء إذا لم يكن له توجه صارم. لن يكون هناك حديث عن أي ثبات للظروف البيئية وعمليات الحياة على سطحه.
الدوران المحوري للأرض
إن دوران الأرض حول الشمس (دورة واحدة) يحدث على مدار العام. خلال النهار يتناوب بين النهار والليل. إذا نظرت إلى القطب الشمالي للأرض من الفضاء، يمكنك أن ترى كيف يدور عكس اتجاه عقارب الساعة. يكمل دورة كاملة في حوالي 24 ساعة. هذه الفترة تسمى يوم.
سرعة الدوران تحدد سرعة النهار والليل. في ساعة واحدة، يدور الكوكب حوالي 15 درجة. سرعة الدوران في نقاط مختلفةسطحه مختلف. هذا يرجع إلى حقيقة أن لها شكل كروي. وعند خط الاستواء تبلغ السرعة الخطية 1669 كم/س، أو 464 م/ث. أقرب إلى القطبين يتناقص هذا الرقم. عند خط العرض الثلاثين، ستكون السرعة الخطية بالفعل 1445 كم/ساعة (400 م/ثانية).
بسبب دورانه المحوري، يكون للكوكب شكل مضغوط إلى حد ما عند القطبين. كما أن هذه الحركة "تجبر" الأجسام المتحركة على الانحراف (بما في ذلك الهواء و يتدفق الماء) من الاتجاه الأصلي (قوة كوريوليس). ومن النتائج المهمة الأخرى لهذا الدوران هو انحسار وتدفق المد والجزر.
تغير النهار والليل
الجسم الكروي يضاء نصفه فقط بمصدر ضوء واحد في لحظة معينة. فيما يتعلق بكوكبنا، في جزء منه سيكون هناك ضوء النهار في هذه اللحظة. سيتم إخفاء الجزء غير المضاء من الشمس - فالليل هناك. الدوران المحورييجعل من الممكن استبدال هذه الفترات.
بالإضافة إلى نظام الضوء، فإن شروط تسخين سطح الكوكب مع طاقة الضوء تتغير. هذه الدورية لديها مهم. يتم تنفيذ سرعة تغيير الأنظمة الضوئية والحرارية بسرعة نسبيًا. خلال 24 ساعة، لا يتوفر للسطح الوقت الكافي للتسخين المفرط أو التبريد إلى ما دون المستوى الأمثل.
دوران الأرض حول الشمس ومحورها نسبي سرعة ثابتةله أهمية حاسمة بالنسبة لعالم الحيوان. وبدون مدار ثابت، لن يبقى الكوكب في منطقة التسخين المثالية. وبدون الدوران المحوري، سيستمر الليل والنهار لمدة ستة أشهر. لن يساهم أي منهما ولا الآخر في أصل الحياة والحفاظ عليها.
دوران غير متساوي
لقد اعتادت البشرية طوال تاريخها على حقيقة أن تغير النهار والليل يحدث باستمرار. كان هذا بمثابة نوع من معيار الوقت ورمز لتوحيد عمليات الحياة. تتأثر فترة دوران الأرض حول الشمس إلى حد ما بالقطع الناقص للمدار والكواكب الأخرى في النظام.
ميزة أخرى هي التغيير في طول اليوم. يحدث الدوران المحوري للأرض بشكل غير متساو. هناك عدة أسباب رئيسية. إنهم مهمون التغيرات الموسمية، المتعلقة بديناميكيات الغلاف الجوي وتوزيع هطول الأمطار. بجانب، موجة المد والجزر، الموجه ضد حركة الكوكب، يبطئه باستمرار. هذا الرقم لا يكاد يذكر (لمدة 40 ألف سنة في ثانية واحدة). ولكن على مدى مليار سنة، تحت تأثير هذا، زاد طول اليوم بمقدار 7 ساعات (من 17 إلى 24).
وتجري الآن دراسة النتائج المترتبة على دوران الأرض حول الشمس ومحورها. هذه الدراسات لها عملية كبيرة و أهمية علمية. يتم استخدامها ليس فقط لتحديد الإحداثيات النجمية بدقة، ولكن أيضًا لتحديد الأنماط التي يمكن أن تؤثر على عمليات حياة الإنسان و الظواهر الطبيعيةفي الأرصاد الجوية المائية وغيرها من المجالات.