Maa kuju ja suurus
Maa ei ole täiuslik sfäär, see on poolustelt lapik ja ekvaatori poole laienenud. Sellist geomeetrilist keha nimetatakse sfääriline, või revolutsiooni ellipsoid. Maa tegelik kuju on aga keerulisem aluspinnase heterogeense ehituse tõttu. Kuulus teadlane V. I. Vernadski nimetas seda vormi geoid("maalaadne"). Geoid on kujund, mille pind on kõikjal gravitatsiooni suunaga risti. Geoidi pind langeb kokku Maailma ookeani tasemega.
Maa polaarraadius on 6357 km ja ekvaatori raadius 6378 km, st 21 km rohkem kui polaarraadius.
Maine telg on kujuteldav sirgjoon, mis läbib Maa keskpunkti. Nimetatakse kahte punkti, mida läbib Maa telg poolused. Nende kaks - Põhja Ja lõunamaine.
Poolustest samal kaugusel jookseb kujuteldav joon - ekvaator. TO ekvaatorist põhja pool - põhjapoolkera, lõuna poole - Lõuna. Ekvaatori pikkus on veidi suurem kui 40 000 km.
Kosmilised rütmid
Looduse ja inimese elu allub kosmilistele rütmidele. Päeva ja öö, suve ja talve, heade ja halbade aastate vaheldumine põhineb kosmilistel protsessidel, mis on seotud kosmiliste kehade liikumisega üksteise suhtes.
Seega on päeva ja öö vahetumine tingitud Maa pöörlemisest ümber oma telje, kuu ja nädala rütm on tingitud Kuu tiirlemisest ümber Maa, aastaaegade vaheldumine on seotud Maa pöördega ümber Maa. Päike (läheneb ja eemaldub Päikesest), heade ja halbade aastate vaheldumine on seotud päikese aktiivsusega.
Päikese aktiivsusega seostatakse kolme tüüpi rütme: 11-aastane rütm, 22-23-aastane rütm, 80-90-aastane rütm. Maa tiirlemine koos kogu päikesesüsteemiga ümber Galaktika keskpunkti 220-250 miljoni aasta jooksul määrab geoloogilise rütmi, s.o geoloogiliste ajastute muutumise.
Kõige ilmsem rütm on päeva ja öö tsükkel. Kogu looma- ja taimemaailm peab edukaks eluks selle rütmiga kohanema.
Päikest vaadeldes märkasid inimesed, et teatud aja pärast kordusid päikesetõus ja loojang. Ajavahemikku kahe päikesetõusu (või -loojangu) vahel nimetatakse päevadeks.
Maa teeb täieliku pöörde ümber oma telje läänest itta 24 tunniga ehk ööpäevas. Maakera erinevates kohtades, mis asuvad erinevatel meridiaanidel, st millel on erinevad pikkuskraad, näitavad kellad samal hetkel erinevaid kellaaegu. Kuid samal meridiaanil igas punktis põhjapoolusest lõunapooluseni osutub kellaaeg samaks. Seda aega nimetatakse kohalik.
Kohaliku aja kasutamine on aga ebamugav, segab sidet erinevate riikide vahel ja meie tohutu riigi läänest itta osade vahel. Seetõttu töötasid astronoomid välja ja tegid ettepaneku võtta kasutusele süsteem standardaeg. Aja lugemise mugavuse huvides lahendus Rahvusvaheline kongress Maa pind jaguneb meridiaanide järgi 24 ajavööndit, igaüks sisaldab 15° pikkuskraad,(Maa pöörleb 15° 1 tunniga). Iga ajavööndi aeg erineb järgmisest 1 tunni võrra. Vööde nummerdatakse Greenwichi meridiaanist läänest itta 0 kuni 23. Kõigis samas tsoonis asuvates punktides arvestatakse praegu sama aega. Moskva asub teises ajavööndis.
Planeetide liikumiskiirus ümber Päikese sõltub eelkõige nende orbiitide asukohast. Mida kaugemal on planeet Päikesest, seda suurem on selle orbiit, seda pikem on tema aasta. Näiteks aasta Jupiteril kestab ligi 12 Maa-aastat, Saturnil - ligi 30. Päikesesüsteemi kaugeim planeet Pluuto teeb ühe tiiru ümber Päikese 248 Maa-aastaga. Maa on Päikesesüsteemi kolmas planeet. See teeb ühe tiiru ümber Päikese 365 päeva, 6 tunni, 9 minuti ja 9 sekundiga. Mugavuse huvides arvatakse, et aastas on 365 päeva ja iga nelja aasta järel, kui kuuest tunnist 24 tundi "koguneb", on aastas 366 päeva. Seda aastat nimetatakse liigaaastaks ja veebruarile lisandub üks päev.
Maa tee ümber Päikese on maa orbiit- on ellipsi kujuga. Keskmine kaugus Maast Päikeseni on 149,6 miljonit km. Maa pöörlemistelg on 66,5 kraadise nurga all Maa orbiidi tasapinna suhtes. Tänu Maa pöördele ümber Päikese ja Maa telje pidevale kaldele muutuvad meie planeedil aastaajad ja tekivad valgustustsoonid. Vaatlused näitavad, et meie ajastul pole planeedi asend päikesesüsteemis praktiliselt muutunud ja Maa aasta on üsna püsiv väärtus.
Kalendrisüsteemid. Kosmiliste rütmide alusel on loodud erinevaid kalendrisüsteeme. Tuntud on bütsantsi ja juudi kalendrid, alates müütilisest maailma loomisest (01.09.5508 eKr), Vana-Kreeka (arvestades esimestest olümpiamängudest - 07.01.776 eKr), kristlaste (alates sünnikuupäevast). Kristus – 01.01.01 pKr), moslem (Muhamedi lend Mekast 16.07.622 pKr).
Vana-Egiptuse kalender (päikeseenergia) põhines mitmel kosmilisel ja looduslikul rütmil. Seega algas põhitsükkel (kestvus 1460 aastat) tähe Siiriuse tõusuga. Aasta koosnes 12 kuust. Iga 30 päeva, iga aasta lõpus lisati viimasele kuule 5 päeva. 12 kuud jagunesid kolme aastaaja peale: üleujutushooaeg (Niiluse jõgi), mis kestis juuli keskpaigast novembri keskpaigani, tõusuperiood (novembri keskpaigast märtsi keskpaigani) ja kuiv hooaeg.
Praegu kasutavad kõik tsiviliseeritud riigid Gregoriuse kalendrit. See on päikesekalender, mille töötas välja arst ja matemaatik L. Lilio ning võttis kasutusele paavst Gregory X111 aastal 1582. Aasta keskmine pikkus selles kalendris on 365,2425 päeva, mis annab ühe päeva veaks 3300 aasta jooksul. Alates 5. oktoobrist 1582 (alates 15. oktoobrist Gregoriuse kalendri järgi) oli vana (Juliani) ja uue stiili lahknevus 10 päeva, märtsist 1900 aga juba 13 päeva. Venemaal võeti Gregoriuse kalender kasutusele 1. veebruaril 1918 (Gregoriuse kalendri järgi 14. veebruaril).
Paljud moslemiriigid on võtnud kasutusele kuukalendri, mis põhineb kuu muutuvatel faasidel – noorkuu; tärkav Kuu (sirp on pööratud sarvedega vasakule); osaline kuu; täiskuu; Jälle osaline Kuu; kahanev kuu (sirp on pööratud sarvedega paremale). Kahe noorkuu vaheline periood (29,5 päeva) on kuukuu. Kuukalendri kalendrikuus on vaheldumisi 29 ja 30 päeva. 12 kalendrikuud moodustavad 354 päeva pikkuse kuuaasta, s.o. Päikese omast 11 päeva võrra lühem ja kuuaasta algus nihkub päikesekalendri üha varasematele kuupäevadele.
7.4. Litosfääri mõiste.
Maa sisemine struktuur. Maa koosneb maakoorest, vahevööst ja tuumast. Litosfäär (kreeka keelest.litos - kivi jasphaire - pall) on Maa ülemine tahke kest, sealhulgas maakoor ja vahevöö ülemine osa. Litosfääri paksus on keskmiselt 70–250 km (joonis __).
Maakoor- litosfääri ülemine osa ei ole kõikjal ühesuguse paksusega. Maakoort on kahte peamist tüüpi: kontinentaalne Ja ookeaniline(riis. __).
Ookeanide all ulatub selle alumine piir 5-10 km sügavusele, tasandike all - 35-45 km ja mäeahelike all - kuni 70 km sügavusele.
Maakoore kihid koosnevad kivimitest ja mineraalidest.
Mineraal- looduslik, keemilise koostise ja füüsikaliste omaduste poolest ligikaudu homogeenne keha, mis on tekkinud füüsikaliste ja keemiliste protsesside tulemusena litosfääri sügavuses ja pinnal. See on kivimite (Maa ja mõned teised planeedid), maakide ja meteoriitide koostisosa.
Rock- enam-vähem püsiva mineraloogilise koostisega mineraalide looduslik kogum, mis moodustab maakoores iseseisva keha.
Päritolu järgi jagunevad kivimid kolm rühma: tardne, metamorfne Ja setteline Tard- ja moondekivimid moodustavad 90% maakoore mahust, ülejäänud 10% on settekivimid, mis hõivavad 75% maapinnast.
Settekujuline kivimid, erinevalt tardkivimitest, tekivad ainult Maa pinnal ja tekivad välisjõudude mõjul. Päritolu järgi eristatakse neid anorgaaniline(klastiline ja kemogeenne) ja orgaaniline settekivimid.
Klassiline kivimid tekkisid varem tekkinud kivimite hävimisproduktide ilmastikumõjude, vee, jää või tuule mõjul ümberladestumise tagajärjel. Nende hulka kuuluvad liiv, savi, rändrahn. Kemogeensed kivimid tekivad merede ja järvede veest selles lahustunud ainete sadestumise tulemusena. Sellise kivi näiteks on kivisool.
Orgaaniline kivimid tekivad loomade ja taimede jäänuste kuhjumise tulemusena, tavaliselt ookeanide, merede ja järvede põhjas. Sellised kivimid on lubjakivi (eelkõige on selle sorti koorekivi), kriit, aga ka põlevad mineraalid.
Nii sette- kui ka tardkivimid läbivad kõrge rõhu ja kõrgete temperatuuride mõjul suurtesse sügavustesse sukeldumisel olulisi muutusi - metamorfismi, muutudes metamorfsed kivid. Näiteks lubjakivi muudetakse marmoriks, liivakivi kvartsiidiks, graniit gneissiks.
Maa vahevöö. Maakoore all, Maa keskpunktile lähemal, on ligi 3000 km paksune kiht, mida nimetatakse vahevööks (joon. __). Vahevöö sees, 100-250 km sügavusel mandrite ja 50-100 km sügavusel ookeanide all, on mateeria suurenenud plastilisusega kiht, nn. astenosfäär. Teadlased viitavad sellele, et mantel koosneb magneesiumist, rauast ja ränist ning selle temperatuur on väga kõrge - kuni 2000 ° C.
Maa tuum- on teadusele endiselt mõistatus. Teatud kindlusega saame rääkida ainult selle raadiusest - 3500 km ja temperatuurist - umbes 4000 ° C.
Paljud teadlased ei pea juhuks, et südamiku pindala - 148,7 miljonit km 2 - on justkui tasakaalustatud Maa pindalaga - 149 miljonit km 2 -, luues selle sisemise tasakaalu. ja välised jõud.
7.6. Reljeefi kujundavad protsessid.
Leevendus on maakera pinna ebatasasuste kogum, mida nimetatakse pinnavormideks.
Reljeef tekib litosfäärile avalduva löögi tulemusena sisemine (endogeenne) Ja väline (eksogeenne) protsessid.
Tänapäevaste kontseptsioonide kohaselt koosneb litosfäär jäikadest liikuvatest plaatidest, mis liiguvad mööda plastmantlit. Laamade vahelised piirid võivad olla kolme tüüpi: ookeaniahelikud (mida mööda mantlimaterjal tõuseb pinnale ja moodustub uus merepõhi), kaevikud (mida mööda plaatide servad hävivad, vajuvad vahevöösse) ja transformeerivad rikked (moodustuvad ühe plaadi libisemise tagajärjel mööda teist ).
Vulkanism- protsesside ja nähtuste kogum, mis on põhjustatud magma tungimisest maakoore ja selle väljavalamisest pinnale. Sügavatest magmakambritest purskub maa peale laava, kuumad gaasid, veeaur ja kivimitükid.
Ilmastikuolud on looduslike protsesside kogum, mis viib kivimite hävimiseni. Ilmastikuolud on olemas füüsiline, mis tuleneb kivimiosakeste ebaühtlasest paisumisest ja kokkutõmbumisest igapäevaste ja hooajaliste temperatuurimuutustega ning keemiline- looduskeskkonnas (vesi, pinnas, õhk) sisalduvate keemiliste ühendite (hapnik, soolad, happed, leelised) mõjul. Elusorganismid, peamiselt arenenud juurestikuga taimed, võtavad aktiivselt osa ilmastikust.
Hävitatud ja purustatud kivimid lammutatakse (denudatsioon) ja ladestatakse (koguma) reljeefi süvendites, mis viib selle tasandamiseni.
Tegevus vedelik vesi kandub kõikjale maakeral, see toob kaasa pinnase ja kobestunud kivimite väljauhtumise tõttu pinna üldise vähenemise ning moodustab nn. erosioonilised pinnavormid(kurud, jõeorud, kuristik). Teistes kohtades eemaldatud materjal ladestub, moodustades uue kuhjuvad pinnavormid(jõgede ja ojade loopealsed).
Tuule tegevus väljendub lahtiste setete liikumises ja spetsiifiliste habraste reljeefivormide kujunemises neis piirkondades, kus on ülekaalus sidumata lahtised kivimid, s.o kivi- või liivakõrbetes, ookeanide ja merede liivastel rannikul. Eooliliste pinnavormide juurde hõlmavad luiteid, luiteid, habrastest kividest koosnevaid veidraid ilmastikuga kivimeid.
Meie planeedi maa telg põhjavektoris on suunatud punkti, kus sabaosas asub teise suurusjärgu täht, Polaris.
Päeva jooksul joonistab see täht taevasfääril väikese ringi, mille raadius on umbes 50 kaareminutit.
Iidsetel aegadel teadsid nad maakera telje kaldest
Väga kaua aega tagasi, 2. sajandil eKr. e., astronoom Hipparkhos avastas, et see punkt on tähistaevas liikuv ja liigub aeglaselt Päikese liikumise suunas.
Ta arvutas selle liikumise kiiruseks 1° sajandis. Seda avastust nimetatakse "See on edasiliikumine" või pööripäeva ootus. Selle liikumise, pideva pretsessiooni, täpne väärtus on 50 sekundit aastas. Selle põhjal on ekliptika täielik tsükkel ligikaudu 26 000 aastat.
Täpsus on teaduse jaoks oluline
Tuleme tagasi pooluse küsimuse juurde. Tema täpse asukoha määramine tähtede seas on üks tähtsamaid ülesandeid astromeetrias, mis tegeleb kaare ja nurkade mõõtmisega taevasfääril, et määrata planeete, õigeid liikumisi ja kaugusi tähtedeni, samuti lahendab praktilise astronoomia olulisi probleeme. geograafia, geodeesia ja navigatsiooni jaoks.
Taevapooluse asukoha leiate foto abil. Kujutage ette pika fookusega fotokaamerat astrograafi kujul, mis on suunatud liikumatult pooluse lähedal asuvale taevaalale. Sellisel fotol kirjeldab iga täht enam-vähem pikka ringikaaret, millel on üks ühine keskpunkt, mis on taevapoolus - punkt, kuhu on suunatud Maa telje pöörlemine.
Natuke Maa telje kaldenurgast
Ka taevaekvaatori tasapind, olles risti maa teljega, muudab oma asendit, mis põhjustab ekvaatori ja ekliptika lõikepunktide liikumise. Kuu ekvatoriaalse nihke külgetõmbejõud kipub omakorda Maad pöörlema nii, et selle ekvaatoritasand lõikub Kuuga. Kuid sel juhul ei mõju need jõud massidele, mis moodustavad selle ellipsoidaalse kuju ekvatoriaalse paisumise.
Kujutagem ette maakera ellipsoidi sisse kirjutatud palli, mida see poolustelt puudutab. Sellist palli tõmbavad Kuu ja Päike ligi tema keskpunkti suunas suunatud jõududega. Sel põhjusel jääb Maa telg muutumatuks. See ekvatoriaalsele kühmule mõjuv külgetõmme kipub Maad pöörlema nii, et ekvaator ja seda ligitõmbav objekt langevad kokku, tekitades seeläbi ümbermineku momendi.
Aasta jooksul eemaldub Päike ekvaatorist kaks korda ± 23,5°-ni ning Kuu kaugus ekvaatorist ulatub kuu jooksul peaaegu ± 28,5°-ni.
Laste mänguasjatopp paljastab väikese saladuse
Kui Maa ei pöörleks, kipuks see justkui tukkuma kalduma, nii et ekvaator järgiks alati Päikest ja Kuud.
Tõsi, Maa tohutu massi ja inertsi tõttu oleksid sellised kõikumised väga tühised, kuna Maal poleks aega nii kiirele suunamuutusele reageerida. See nähtus on meile hästi tuttav lastetopi näitel. püüab tippu ümber lükata, kuid tsentripetaalne jõud kaitseb seda kukkumise eest. Selle tulemusena liigub telg, kirjeldades koonusekujulist kuju. Ja mida kiirem on liikumine, seda kitsam on figuur. Maa telg käitub täpselt samamoodi. See on kindel garantii selle stabiilsele asukohale ruumis.
Maa telje nurk mõjutab kliimat
Maa liigub ümber Päikese orbiidil, mis on peaaegu ringiga sarnane. Ekliptika lähedal paiknevate tähtede kiirust jälgides ilmneb, et iga hetk läheneme mõnele tähele ja eemaldume taevas nende vastast kiirusega 29,5 kilomeetrit tunnis. Aastaaegade vaheldumine on selle tagajärg. Maa telje kalle orbiidi tasapinna suhtes on umbes 66,5 kraadi.
Planeet on väikese elliptilise orbiidi tõttu jaanuaris Päikesele mõnevõrra lähemal kui juulis, kuid vahekauguste vahe pole märkimisväärne. Seetõttu on mõju meie tähe soojuse vastuvõtmisele vaevalt märgatav.
Teadlased usuvad, et Maa telg on meie planeedi ebastabiilne parameeter. Nagu uuringud näitavad, oli Maa telje kaldenurk selle orbiidi tasapinna suhtes varem erinev ja muutus perioodiliselt. Meieni jõudnud legendide järgi Phaetoni surma kohta mainitakse Platoni kirjeldustes telje nihkumist sel kohutaval ajal 28° võrra. See katastroof leidis aset rohkem kui kümme tuhat aastat tagasi.
Olgem veidi loomingulised ja muudame Maa kaldenurka
Maa telje praegune nurk orbiidi tasandi suhtes on 66,5° ja tagab talvise-suvise temperatuuride vähem järske kõikumisi. Näiteks kui see nurk oleks umbes 45°, mis juhtuks Moskva laiuskraadil (55,5°)? Mais saavutab päike sellistes tingimustes seniidi (90°) ja nihkub 100° (55,5°+45°=100,5°).
Päikese nii intensiivse liikumise korral mööduks kevadperiood palju kiiremini ja maikuus saavutaks maksimumtemperatuuri nagu ekvaatoril maksimaalsel pööripäeval. Siis see nõrgeneb veidi, kuna seniidist mööduv päike läheb veidi kaugemale. Siis naasis see tagasi, ületades taas seniidi. Kaks kuud, juulis ja mais, oleks talumatu kuumus, umbes 45-50 kraadi Celsiuse järgi.
Mõelgem nüüd, mis juhtuks talvel näiteks Moskvas? Pärast teise seniidi läbimist langeks meie täht detsembris 10 kraadini (55,5°-45°=10,5°) horisondi kohal. See tähendab, et detsembri lähenedes ilmuks päike praegusest lühemaks perioodiks, tõustes madalale horisondi kohale. Sel perioodil paistaks päike 1-2 tundi päevas. Sellistes tingimustes langeb öine temperatuur alla -50 kraadi Celsiuse järgi.
Igal evolutsiooni versioonil on õigus elule
Nagu näeme, on planeedi kliima jaoks oluline, millise nurga all on Maa telg. See on leebe kliima ja elutingimuste puhul fundamentaalne nähtus. Kuigi võib-olla oleks evolutsioon planeedi erinevates tingimustes läinud veidi teist teed, luues uusi loomaliike. Ja elu jätkuks oma teises mitmekesisuses ja võib-olla oleks selles koht “teistsugusele” inimesele.
Meie planeet on pidevas liikumises:
- pöörlemine ümber oma telje, liikumine ümber Päikese;
- pöörlemine Päikesega ümber meie galaktika keskpunkti;
- liikumine kohaliku galaktikate rühma ja teiste keskpunkti suhtes.
Maa liikumine ümber oma telje
Maa pöörlemine ümber oma telje(joonis 1). Maa teljeks peetakse kujuteldavat joont, mille ümber see pöörleb. See telg kaldub ekliptika tasandiga risti 23°27" kõrvale. Maa telg lõikub Maa pinnaga kahes punktis – poolustes – põhja- ja lõunapoolusel. Põhjapooluse poolt vaadatuna toimub Maa pöörlemine vastupäeva või , nagu tavaliselt arvatakse, läänest itta. Planeet teeb täistiiru ümber oma telje ühe päevaga.
Riis. 1. Maa pöörlemine ümber oma telje
Päev on ajaühik. On sidereaalsed ja päikeselised päevad.
Sideaalne päev- see on ajavahemik, mille jooksul Maa pöörleb tähtede suhtes ümber oma telje. Need on 23 tundi 56 minutit 4 sekundit.
Päikeseline päev- see on ajavahemik, mille jooksul Maa pöördub Päikese suhtes ümber oma telje.
Meie planeedi pöördenurk ümber oma telje on kõigil laiuskraadidel ühesugune. Ühe tunni jooksul liigub iga punkt Maa pinnal oma algsest positsioonist 15°. Kuid samal ajal on liikumiskiirus pöördvõrdeline geograafilise laiuskraadiga: ekvaatoril on see 464 m/s ja 65° laiuskraadil vaid 195 m/s.
Maa pöörlemist ümber oma telje 1851. aastal tõestas oma katses J. Foucault. Pariisis Pantheonis riputati kupli alla pendel ja selle all ring jaotustega. Iga järgneva liigutusega sattus pendel uutele jaotustele. See saab juhtuda ainult siis, kui Maa pind pendli all pöörleb. Pendli pöördetasandi asend ekvaatoril ei muutu, sest tasapind ühtib meridiaaniga. Maa aksiaalsel pöörlemisel on olulised geograafilised tagajärjed.
Maa pöörlemisel tekib tsentrifugaaljõud, mis mängib olulist rolli planeedi kuju kujundamisel ja vähendab gravitatsioonijõudu.
Aksiaalse pöörlemise veel üks olulisemaid tagajärgi on pöörlemisjõu teke - Coriolise jõud. 19. sajandil selle arvutas esmakordselt välja prantsuse teadlane mehaanika alal G. Coriolis (1792-1843). See on üks inertsjõududest, mida kasutatakse selleks, et võtta arvesse liikuva tugiraami pöörlemise mõju materiaalse punkti suhtelisele liikumisele. Selle mõju võib lühidalt väljendada järgmiselt: iga liikuv keha põhjapoolkeral on kaldu paremale ja lõunapoolkeral vasakule. Ekvaatoril on Coriolise jõud null (joonis 3).
Riis. 3. Coriolise vägede tegevus
Coriolise jõu toime laieneb paljudele geograafilise ümbriku nähtustele. Selle kõrvalekalduv mõju on eriti märgatav õhumasside liikumise suunas. Maa pöörlemise kõrvalekaldejõu mõjul võtavad mõlema poolkera parasvöötme tuuled valdavalt läänesuuna ja troopilistel laiuskraadidel idasuunas. Sarnast Coriolise jõu avaldumist leidub ka ookeanivete liikumissuunas. Selle jõuga on seotud ka jõeorgude asümmeetria (põhjapoolkeral on parem kallas tavaliselt kõrgel, lõunapoolkeral vasak kallas).
Maa pöörlemine ümber oma telje toob kaasa ka päikesevalguse liikumise üle maapinna idast läände, s.t päeva ja öö muutumiseni.
Päeva ja öö vaheldumine loob elavas ja elutus looduses igapäevase rütmi. Ööpäevane rütm on tihedalt seotud valguse ja temperatuuri tingimustega. Tuntud on päevane temperatuuri kõikumine, päeva- ja öised tuuled jne.. Eluslooduses esinevad ka ööpäevased rütmid - fotosüntees on võimalik ainult päeval, enamik taimi avab õied erinevatel kellaaegadel; Mõned loomad on aktiivsed päeval, teised öösel. Ka inimelu voolab ööpäevarütmis.
Teine Maa ümber oma telje pöörlemise tagajärg on ajavahe meie planeedi erinevates punktides.
Alates 1884. aastast võeti kasutusele tsooniaeg, see tähendab, et kogu Maa pind jagati 24 ajavööndiks, millest igaüks oli 15°. Taga standardaeg võtke iga tsooni keskmeridiaani kohalik aeg. Naaberajavööndite aeg erineb ühe tunni võrra. Vööde piirid tõmmatakse poliitilisi, administratiivseid ja majanduslikke piire arvesse võttes.
Nullvööndiks peetakse Greenwichi vööndit (nimetatud Londoni lähedal asuva Greenwichi observatooriumi järgi), mis kulgeb mõlemal pool algmeridiaani. Arvesse võetakse alg- ehk algmeridiaani aega Universaalne aeg.
Meridiaani 180° peetakse rahvusvaheliseks kuupäeva rida- kokkuleppeline joon maakera pinnal, mille mõlemal poolel langevad tunnid ja minutid kokku ning kalendrikuupäevad erinevad ühe päeva võrra.
Päevavalguse ratsionaalsemaks kasutamiseks suvel võttis meie riik 1930. aastal kasutusele sünnitusaeg,üks tund ajavööndist ees. Selle saavutamiseks nihutati kellaosutid ühe tunni võrra ettepoole. Sellega seoses elab Moskva, olles teises ajavööndis, kolmanda ajavööndi aja järgi.
Alates 1981. aastast on aprillist oktoobrini aega nihutatud ühe tunni võrra edasi. See on nn suveaeg. Seda tutvustatakse energia säästmiseks. Suvel on Moskva tavaajast kaks tundi ees.
Ajavööndi aeg, kus Moskva asub, on Moskva.
Maa liikumine ümber Päikese
Pöörledes ümber oma telje, liigub Maa samaaegselt ümber Päikese, tehes ringi ümber 365 päeva 5 tunni 48 minuti 46 sekundiga. Seda perioodi nimetatakse astronoomiline aasta. Mugavuse huvides arvatakse, et aastas on 365 päeva ja iga nelja aasta tagant, kui kuuest tunnist “koguneb” 24 tundi, on aastas mitte 365, vaid 366 päeva. See aasta on nn liigaaasta ja veebruarile lisandub üks päev.
Teekonda ruumis, mida mööda Maa liigub ümber Päikese nimetatakse orbiit(joonis 4). Maa orbiit on elliptiline, mistõttu kaugus Maast Päikeseni ei ole konstantne. Kui Maa on sees periheel(kreeka keelest peri- lähedal, lähedal ja helios- Päike) - Päikesele lähim orbiidipunkt - 3. jaanuaril on kaugus 147 miljonit km. Sel ajal on põhjapoolkeral talv. Suurim kaugus Päikesest sisemuses afeel(kreeka keelest aro- eemal ja helios- Päike) – suurim kaugus Päikesest – 5. juuli. See võrdub 152 miljoni km-ga. Sel ajal on põhjapoolkeral suvi.
Riis. 4. Maa liikumine ümber Päikese
Maa iga-aastast liikumist ümber Päikese jälgib Päikese asendi pidev muutumine taevas - muutuvad Päikese keskpäevane kõrgus ning päikesetõusu ja -loojangu asend, päikese valguse ja pimeda osa kestus. päev muutub.
Orbiidil liikudes Maa telje suund ei muutu, see on alati suunatud Põhjatähe poole.
Maa ja Päikese kauguse muutumise tulemusena, samuti Maa telje kalde tõttu Päikese ümber liikumise tasapinna suhtes, täheldatakse Maal päikesekiirguse ebaühtlast jaotumist aastaringselt. Nii toimub aastaaegade vaheldumine, mis on omane kõikidele planeetidele, mille pöörlemistelg on kallutatud oma orbiidi tasapinnale. (ekliptika) erinev 90°-st. Põhjapoolkeral asuva planeedi orbiidi kiirus on talvel suurem ja suvel väiksem. Seetõttu kestab talvepoolaasta 179 päeva ja suvine poolaasta - 186 päeva.
Maa ümber Päikese liikumise ja Maa telje kaldenurga orbiidi tasapinna suhtes 66,5° tulemusel ei koge meie planeedil mitte ainult aastaaegade, vaid ka päeva ja öö pikkuse muutumist.
Maa pöörlemine ümber Päikese ja aastaaegade vaheldumine Maal on näidatud joonisel fig. 81 (pööripäevad ja pööripäevad vastavalt aastaaegadele põhjapoolkeral).
Vaid kaks korda aastas - pööripäeva päevadel on päeva ja öö pikkus kogu Maal peaaegu sama.
Pööripäev- ajahetk, mil Päikese keskpunkt tema näilise iga-aastase liikumise ajal piki ekliptikat ületab taevaekvaatori. On kevadised ja sügisesed pööripäevad.
Maa pöörlemistelje kalle ümber Päikese pööripäevadel 20.–21. märtsil ja 22.–23. septembril osutub Päikese suhtes neutraalseks ning planeedi selle poole suunatud osad on poolusest kuni ühtlaselt valgustatud. poolus (joon. 5). Päikesekiired langevad ekvaatorile vertikaalselt.
Pikim päev ja lühim öö on suvisel pööripäeval.
Riis. 5. Maa valgustamine Päikese poolt pööripäeva päevadel
pööripäev- hetk, mil Päikese keskpunkt möödub ekvaatorist kõige kaugemal asuvatest ekliptika punktidest (pööripäevapunktid). On suvised ja talvised pööripäevad.
Suvise pööripäeva päeval, 21.-22. juunil, on Maa asendis, kus tema telje põhjaots on kallutatud Päikese poole. Ja kiired langevad vertikaalselt mitte ekvaatorile, vaid põhjatroopikale, mille laiuskraad on 23°27". Ööpäevaringselt pole valgustatud mitte ainult polaaralad, vaid ka nendest kaugenev ruum kuni 66° laiuskraadini. 33" (polaarjoon). Lõunapoolkeral on sel ajal valgustatud ainult see osa sellest, mis jääb ekvaatori ja lõunapoolse polaarjoone (66°33") vahele. Sellest kaugemal pole sel päeval maapinda valgustatud.
Talvise pööripäeva päeval, 21.–22. detsembril, toimub kõik vastupidi (joon. 6). Päikesekiired langevad juba vertikaalselt lõunatroopikale. Lõunapoolkeral valgustatud alad ei asu mitte ainult ekvaatori ja troopika vahel, vaid ka lõunapooluse ümber. Selline olukord kestab kuni kevadise pööripäevani.
Riis. 6. Maa valgustamine talvisel pööripäeval
Maa kahel paralleelil pööripäevadel on Päike keskpäeval otse vaatleja pea kohal, st seniidis. Selliseid paralleele nimetatakse troopikas. Põhjatroopikas (23° N) on Päike seniidis 22. juunil, lõunatroopikas (23° S) - 22. detsembril.
Ekvaatoril võrdub päev alati ööga. Päikesekiirte langemisnurk maapinnale ja päeva pikkus muutuvad seal vähe, mistõttu aastaaegade vaheldumine ei avaldu.
Polaarjooned tähelepanuväärne selle poolest, et need on alade piirid, kus on polaarpäevad ja ööd.
Polaarpäev- periood, mil Päike ei lange horisondi alla. Mida kaugemal poolus on polaarjoonest, seda pikem on polaarpäev. Polaarjoone laiuskraadil (66,5°) kestab see vaid ühe päeva ja poolusel 189 päeva. Põhjapoolkeral polaarjoone laiuskraadil tähistatakse polaarpäeva 22. juunil, suvise pööripäeva päeval ja lõunapoolkeral lõunapoolse polaarjoone laiuskraadil 22. detsembril.
polaaröö kestab ühest ööpäevast polaarjoone laiuskraadil kuni 176 päevani poolustel. Polaaröö ajal Päike horisondi kohale ei paista. Põhjapoolkeral polaarjoone laiuskraadil täheldatakse seda nähtust 22. detsembril.
On võimatu mitte märkida sellist imelist loodusnähtust nagu valged ööd. Valged ööd- need on suve alguse helged ööd, mil õhtune koit läheneb hommikuga ja hämarus kestab terve öö. Neid täheldatakse mõlemal poolkeral laiuskraadidel üle 60°, kui keskööl langeb Päikese kese horisondist allapoole mitte rohkem kui 7°. Peterburis (umbes 60° N) kestavad valged ööd 11. juunist 2. juulini, Arhangelskis (64° N) - 13. maist 30. juulini.
Aastase liikumisega seotud hooajaline rütm mõjutab eelkõige maapinna valgustatust. Olenevalt Päikese kõrguse muutusest horisondi kohal Maal on neid viis valgustustsoonid. Kuum tsoon asub põhja- ja lõunatroopika (vähi troopika ja kaljukitse troopika) vahel, hõivab 40% maapinnast ja seda iseloomustab suurim Päikeselt tuleva soojushulk. Lõuna- ja põhjapoolkeral on troopika ja polaarjoone vahel mõõdukas valgusvöönd. Aastaajad on siin juba selged: mida kaugemal troopikast, seda lühem ja jahedam on suvi, seda pikem ja külmem on talv. Põhja- ja lõunapoolkera polaarvööndeid piiravad polaarjooned. Siin on Päikese kõrgus horisondi kohal aastaringselt madal, mistõttu päikesesoojuse hulk on minimaalne. Polaaraladele on iseloomulikud polaarpäevad ja ööd.
Olenevalt Maa iga-aastasest liikumisest ümber Päikese ei sõltu mitte ainult aastaaegade vaheldumine ja sellega seotud maapinna valgustuse ebaühtlus laiuskraadidel, vaid ka oluline osa geograafilises ümbrises toimuvatest protsessidest: ilmastiku hooajalised muutused, jõgede ja järvede režiim, taimede ja loomade elurütmid, põllumajandustööde liigid ja ajastus.
Kalender.Kalender- süsteem pikkade ajavahemike arvutamiseks. See süsteem põhineb perioodilistel loodusnähtustel, mis on seotud taevakehade liikumisega. Kalender kasutab astronoomilisi nähtusi – aastaaegade, päeva ja öö vaheldust ning kuufaaside muutusi. Esimene kalender oli Egiptuse kalender, mis loodi 4. sajandil. eKr e. 1. jaanuaril 45 võttis Julius Caesar kasutusele Juliuse kalendri, mis on siiani kasutusel Vene õigeusu kirikus. Tänu sellele, et Juliuse aasta pikkus on astronoomilisest 11 minutit 14 sekundit pikem, on 16. sajandiks. kogunes 10-päevane “viga” - kevadise pööripäeva päev ei toimunud mitte 21. märtsil, vaid 11. märtsil. See viga parandati 1582. aastal paavst Gregorius XIII dekreediga. Päevade lugemine nihutati 10 päeva võrra ettepoole ja reedeks määrati 4. oktoobrile järgnev päev, kuid mitte 5., vaid 15. oktoober. Kevadine pööripäev viidi taas tagasi 21. märtsile ja kalendrit hakati kutsuma Gregoriuse kalendriks. Venemaal võeti see kasutusele aastal 1918. Sellel on aga ka mitmeid puudusi: kuude ebavõrdne pikkus (28, 29, 30, 31 päeva), kvartalite ebavõrdsus (90, 91, 92 päeva), kuude arvu ebaühtlus. kuud nädalapäevade kaupa.
Maa on pidevas liikumises, pöörleb ümber Päikese ja ümber oma telje. See liikumine ja Maa telje pidev kaldenurk (23,5°) määravad ära paljud mõjud, mida me tavanähtustena jälgime: öö ja päev (Maa pöörlemise tõttu ümber oma telje), aastaaegade vaheldumine (tingituna Maa telje kalle) ja erinev kliima erinevates piirkondades. Gloobusi saab pöörata ja nende telg on kallutatud nagu Maa telg (23,5°), seega saab maakera abil üsna täpselt jälgida Maa liikumist ümber oma telje ning Maa-Päikese süsteemi abil suudab jälgida Maa liikumist ümber Päikese.
Maa pöörlemine ümber oma telje
Maa pöörleb ümber oma telje läänest itta (põhjapooluse poolt vaadates vastupäeva). Maal kulub ühe täispöörde sooritamiseks ümber oma telje 23 tundi, 56 minutit ja 4,09 sekundit. Päev ja öö on põhjustatud Maa pöörlemisest. Maa pöörlemise nurkkiirus ümber oma telje ehk nurk, mille kaudu mõni Maa pinna punkt pöörleb, on sama. Ühe tunniga on 15 kraadi sooja. Kuid lineaarne pöörlemiskiirus kõikjal ekvaatoril on ligikaudu 1669 kilomeetrit tunnis (464 m/s), vähenedes poolustel nullini. Näiteks pöörlemiskiirus 30° laiuskraadil on 1445 km/h (400 m/s).
Me ei märka Maa pöörlemist sel lihtsal põhjusel, et paralleelselt ja samaaegselt meiega liiguvad kõik meid ümbritsevad objektid ühesuguse kiirusega ning meie ümber puuduvad objektide “suhtelised” liikumised. Kui laev liigub näiteks ühtlaselt, ilma kiirenduse ja pidurdamiseta läbi mere tuulevaikse ilmaga ilma veepinnal lainetuseta, siis me ei tunne üldse, kuidas selline laev liigub, kui oleme kajutis ilma illuminaator, kuna kõik salongis olevad esemed liiguvad paralleelselt meie ja laevaga.
Maa liikumine ümber Päikese
Kuigi Maa pöörleb ümber oma telje, pöörleb see põhjapooluse poolt vaadatuna ka ümber Päikese läänest itta vastupäeva. Ühe täispöörde ümber Päikese sooritamiseks kulub Maal üks sideeraasta (umbes 365,2564 päeva). Maa teekonda ümber Päikese nimetatakse Maa orbiidiks ja see orbiit ei ole täiesti ümmargune. Keskmine kaugus Maast Päikeseni on ligikaudu 150 miljonit kilomeetrit ja see kaugus varieerub kuni 5 miljoni kilomeetrini, moodustades väikese ovaalse orbiidi (ellipsi). Päikesele kõige lähemal asuvat punkti Maa orbiidil nimetatakse Perihelioniks. Maa möödub sellest punktist jaanuari alguses. Päikesest kõige kaugemal asuvat Maa orbiidi punkti nimetatakse Aphelioniks. Maa möödub sellest punktist juuli alguses.
Kuna meie Maa liigub ümber Päikese mööda elliptilist rada, muutub kiirus piki orbiidi. Juulis on kiirus minimaalne (29,27 km/sek) ja pärast afeeli läbimist (animatsioonis ülemine punane täpp) hakkab kiirenema ning jaanuaris on kiirus maksimaalne (30,27 km/sek) ja hakkab pärast möödumist aeglustuma. periheel (alumine punane täpp).
Samal ajal kui Maa teeb ühe tiiru ümber Päikese, läbib ta 365 päeva, 6 tunni, 9 minuti ja 9,5 sekundiga 942 miljoni kilomeetriga vahemaa, see tähendab, et me kihutame koos Maaga ümber Päikese keskmise kiirusega 30 km sekundis (ehk 107 460 km tunnis) ja samal ajal pöörleb Maa ümber oma telje kord 24 tunni jooksul (365 korda aastas).
Tegelikult, kui arvestada Maa liikumist hoolikamalt, on see palju keerulisem, kuna Maad mõjutavad mitmesugused tegurid: Kuu pöörlemine ümber Maa, teiste planeetide ja tähtede ligitõmbamine.
"Karud hõõruvad selga vastu maa telge," ütleb üks kuulus laul... ja isegi Ameerika rahvakangelase Davy Crocketi kohta öeldakse, et ta kunagi kinnitas maa telje! Muidugi on poeetilise kujundi ja tegelikkuse erinevus kõigile selge ja kellelgi ei tuleks pähe ette kujutada Maa telge mingi pulga kujul - näiteks ratta või maakera telg planeet on nööritud. Ühes asjas on vanal laulul aga õigus: maakera telg - see kujuteldav joon, mille ümber Maa pöörleb - möödub tõesti "kusagilt siin maailmas, kus on alati härmatis", s.t. läbi Maa põhja- ja lõunapooluse.
Kõik, kes on maakera näinud, on märganud, et telg, millele see on nööritud, ei seisa vertikaalselt, vaid on mõnevõrra kaldu. See peegeldab asjade tegelikku seisu – Maa telg on tõepoolest 23,5 kraadi võrra kallutatud kujuteldava vertikaalse joone suhtes, mis on orbitaaltasandiga risti. Miks see juhtus?
Teadlased usuvad, et Päikesesüsteemi eluea koidikul oli selles palju rohkem planeete kui praegu ning suurem osa neist liikus katastroofilistel orbiitidel – s.t. nii, et kokkupõrked olid vältimatud. Selle sai ka meie emake Maa. Tal vedas rohkem kui paljudel teistel planeetidel – ta jäi ellu, kuid suurte kokkupõrgete tagajärgi on siiski juhtunud. Ja see pole mitte ainult satelliidi olemasolu, vaid ka pöörlemistelje kalle. Peab ütlema, et Maal oma 23,5 kraadiga ikka vedas - selliste kokkupõrgete tagajärjel suurte objektidega Uraan üldiselt “kukkus külili”, tema telg kaldub kõrvale 98 kraadi! Pöörab Päikese poole, nüüd ühe poolusega, nüüd teise poolusega, nüüd mõõdukate laiuskraadidega, nüüd ekvaatoriga...
Kuid pöördume tagasi meie Maa juurde. Kas see telje kalle on hea või halb? Nagu praktika näitab, pole küsimus nii üheselt mõistetav... Kunagi sattusin Internetis saidile, mille loojad lubasid mõne kõrgelt arenenud tsivilisatsiooni nimel Maa telje kalde „parandada“ ( Ma ei lugenud edasi, nii et ma ei tea, kui palju raha nad selle eest küsisid ) … "paranduse" all mõtlesid nad ilmselgelt kalde kaotamist - st. Selle suurejoonelise projekti tulemusena pidi telg seisma vertikaalselt, orbiidi tasapinnaga risti. Mis siis juhtuks?
Esiteks kaoksid meie aastaajad. Lõppude lõpuks saavad põhja- ja lõunapoolkera vaheldumisi Päikeselt rohkem või vähem energiat tänu maa telje kaldele. Muidugi oleks ikka aastaringselt temperatuurimuutusi, sest Maa orbiit ei ole ideaalselt ümmargune, vaid elliptiline, Maa kas läheneb Päikesele või eemaldub sellest – aga seda ei saaks suures plaanis aastaaegadeks nimetada – temperatuur planeedil oli suhteliselt stabiilne... milline?
Parasvöötme laiuskraadidel - kuskil meie septembri või märtsi tasemel - oleks põlluharimine vaevalt võimalik. Poolustel poleks polaarpäeva ja polaarööd – küll aga oleks igavene “polaarvarahommik”. Võib-olla oleks polaarkliima pideva kütmise tõttu omast veidi vähem karm, samas poleks teiste arvutuste kohaselt võimalik pooluste läheduses (kuskil Skandinaavia piirkonnas) üldse elada. Üldiselt ei midagi head.
Või äkki tahtsid need "entusiastid" vastupidi Maa telge rohkem kallutada – näiteks 45 kraadi võrra? Siis võib-olla paraneb kliima polaaraladel – kuid ülejäänud Maale ei too see suurt rõõmu: jää hakkab massiliselt sulama! Võib vaid oletada, kui palju territooriume üle ujutatakse. Kuum kliimavöönd lakkab olemast kuum - see muutub mõõdukaks - ja mõõdukas ühineb külmaga. Keskvööndis ja Venemaa lõunaosas ja isegi Ukrainas tulevad polaarpäevad ja polaarööd... üldiselt ma ei taha seda projekti ellu viia.
Parem on jätta Maa telg selliseks, nagu see on... seda enam, et see ikka ei "seisama". Me kõik oleme näinud pöörlevat tippu – selle telg ei seisa vertikaalselt ühes asendis, vaid kirjeldab pidevalt ringi, seda nimetatakse pretsessiooniks. Niisiis, sama asi juhtub Maa pöörlemisteljega. See põhjustab perioodilisi kliimamuutusi (nimetatud avastaja järgi, neid nimetatakse Milankovitši tsükliteks), kuid need ei saa meie elu mõjutada – sellise tsükli kestus on ju 25 800 aastat! Presessioon võiks aga suurem olla – sellisel juhul oleks poolkerade temperatuuride erinevus kolossaalne, mis tekitaks koletuid orkaane... loomulikult võib ette kujutada elusorganisme, kes suudaksid selliste tingimustega kohaneda, kuid häda on selles, et neil poleks aega kohaneda: kliima muutuks nii kiiresti, et evolutsioon ei peaks sammu pidama! Nii et saame veel kord ainult rõõmustada, et meie pöörlemistelg on täpselt selline... Kuu annab meile sellise pretsessiooni, nii et kui hakkame tõsiselt otsima planeeti, kuhu liikuda, siis tuleb kindlasti küsida, kas sellel on satelliit, mis on võrreldav meie Kuuga.
Siiski õnnestub meil siiski tunda pretsessiooni ilminguid – ajaloo mastaabis muidugi. Just maakera telje pretsessiooni tõttu ei näe tähistaevas praegu päris sama välja, kui seda nägid Babüloonia targad – ja sodiaagivöö sektorid ei vasta enam täielikult sodiaagitähtkujudele. Seetõttu on üha enam kuulda hääli, et kõik horoskoobid tuleks ümber kirjutada. Vaevalt aga tasub seda teha: horoskoop – olenemata sellest, kuidas sa selle koostad – vastab tegelikkusele ikka üliharva.