De grunnleggende tidsenhetene er år og dag. Lengden på året bestemmes av omdreiningsperioden til jorden rundt solen, og lengden på dagen bestemmes av tidsperioden jorden foretar en fullstendig omdreining rundt sin akse.
Banen som jorden gjør sin årlige bevegelse kalles sin bane. Jordens bane har, i likhet med banene til andre planeter i solsystemet, form som en ellipse. Jordens akse er skråstilt til baneplanet i en vinkel 66°33'. Planet til jordens ekvator og planet for dens bane danner en vinkel 23°27"(Figur 1).
Perioden for jordens fullstendige revolusjon rundt solen, dvs. tidsintervallet mellom to påfølgende passasjer av jordens sentrum gjennom vårjevndøgn, kalles tropisk år.
Poenget med vårjevndøgn er punktet i banen hvor Jorden befinner seg 21. mars, høstjevndøgn inntreffer 23. september. På dette tidspunktet, på alle jordens breddegrader, unntatt områdene til jordens poler, er dag lik natt.
Et tropisk år er lik 365 dager 5 timer 48 minutter 46,1 sekunder. For enkel bruk av kalenderen regnes et år som lik 365 dager 6 timer, eller tre år på 365 dager, og hvert fjerde år er 366 dager (skuddår).
Den grunnleggende tidsenheten tas for å være siderisk dag- perioden mellom to påfølgende øvre kulminasjoner av en stjerne (våjevndøgn). En siderisk dag er 23 timer 56 minutter 4 sekunder. I løpet av denne tidsperioden roterer jorden nøyaktig 360°.
I hverdagen er det umulig å bruke siderisk tid, siden all menneskelig aktivitet er uløselig knyttet til solen, og ikke med stjernene. I tillegg begynner sideriske dager gjennom året på forskjellige tider på dagen og natten, noe som også er upraktisk.
Ris. 1 Jordens bevegelse rundt solen.
Tiden kan telles av solens tilsynelatende bevegelse. Tidsintervallet mellom to påfølgende øvre kulminasjoner av solens sentrum kalles den sanne soldagen. Det er imidlertid upraktisk å bruke dem, siden varigheten av den sanne solfylte dagen ikke er konstant gjennom hele året. Årsakene til dette er solens ujevne bevegelse langs ekliptikken og helningen til ekliptikken til himmelekvator i en vinkel 23°27'. Derfor ble vi enige om tidspunktet; bly i forhold til den såkalte gjennomsnittssolen. Tidsintervallet mellom to påfølgende øvre kulminasjoner av gjennomsnittssolen kalles gjennomsnittlig soldag, men begynnelsen av gjennomsnittlig soldag begynte å bli betraktet som ikke øyeblikket for den øvre (gjennomsnittlig middag), men den nedre kulminasjonen (gjennomsnittlig midnatt) Gjennomsnittlig soltid, regnet fra øyeblikket av den nedre kulminasjonen, kalles sivil tid. Den skiller seg fra gjennomsnittlig soltid med nøyaktig 12 timer
. 
Ris. 2 tidssone kart over Eurasia
Den gjennomsnittlige soltiden målt i forhold til observatørens meridian kalles lokale Tm.
Lokal tid målt fra Greenwich-meridianen (prime meridian) kalles Greenwich Tgr eller verdensomspennende.
Bruk av lokal tid i hverdagen skaper betydelige ulemper, siden når du flytter fra ett punkt til et annet, må du kontinuerlig flytte klokkeviserne, i samsvar med den lokale tiden for hvert punkt. For å unngå dette bruker nesten alle land Standard tid Tp.
Essensen av standardtid er at hele kloden er delt fra vest til øst av meridianer i 24 tidssoner, som er forskjellige fra hverandre i lengdegrad med 15°. Alle tidssoner er bredest ved ekvator; mot nord og sør smalner de gradvis inn og konvergerer ved polene.
Hvert belte har sitt eget nummer: null, første, andre osv. opptil 23 (fig. 2). Nullbeltet ble valgt basert på posisjonen til Greenwich-meridianen i midten av beltet. Tallene på beltene øker i østlig retning; forskjellen i lengdegrad mellom midlere meridianer for tilstøtende tidssoner er 15°. Følgelig er tidsforskjellen mellom hver sone 1 time Innenfor sonen etableres en enkelt tid, tilsvarende den lokale sivile tiden for midtmeridianen i denne sonen. Siden den gjennomsnittlige meridianen for hver sone er atskilt fra de ekstreme meridianene med 7,5°, vil sonetiden for punkter som ligger på grensen til sonen avvike fra deres egen lokale tid med 0,5 timer.
Når du krysser grensen til beltet, flyttes klokkeviserne nøyaktig en time fremover eller bakover, avhengig av hvilken grense som krysses: østlig eller vestlig. Hvis den østlige grensen krysses, flyttes klokkeviserne 1 time fremover, og hvis den vestlige grensen krysses, flyttes klokkeviserne 1 time tilbake. I nullsonen beregnes tid etter lokal tid i Greenwich.
Tidssonegrensene går nøyaktig langs meridianene bare i ørkener og hav. I resten av kloden ligger grensene for tidssoner vanligvis langs grensene til administrative og statlige inndelinger som et resultat, på noen punkter som ligger på grensen til slike soner, kan lokal tid avvike fra standardtiden for en gitt sone; med mer enn 30 minutter.
Grensene for tidssoner er fastsatt av relevante forskrifter fra myndighetene i hver stat. Standardtid på vårt lands territorium ble introdusert ved dekretet fra Folkekommissærens råd av 8. februar 1919, signert av V.I. På Sovjetunionens territorium ble det etablert 11 tidssoner - fra den andre til den tolvte inklusive."
I tillegg, ved dekret fra Council of People's Commissars of the USSR datert 16. juni 1930, ble alle klokker i landet vårt flyttet en time foran i forhold til standardtid. Denne tiden kalles barseltid Td.
Moskva-tid Tmsk kalt tiden for den midterste meridianen i den andre tidssonen pluss barseltime.
For å gå fra ett tidsmålingssystem til et annet, brukes følgende relasjoner:
Тм=Тп +l - N,
Тп=Тм- l + N,
Hvor Tm- lokal tid for punktet;
Tp- standardtid for punktet;
l- lengdegrad av et gitt punkt, uttrykt i tidsenheter;
N-tidssonenummer.
Merk. På Sovjetunionens territorium har alle punkter østlig lengdegrad, og tidssoner ligger øst for nullsonen. Derfor, for å få lokal tid, må du legge til lengdegrad uttrykt i tid til standardtid og trekke fra tidssonenummeret.
Konvertering av Moskva-tid til Greenwich-tid gjøres ved å trekke fra nummeret til den andre sonen og en time fra barseltiden i Moskva:
Tgr=Tmsk - (2+1).
For å bytte fra Greenwich-tid til standardtid, må du legge til sonenummer og barseltime til Greenwich-tid:
Tp=Tgr + N+1.
Tidslinje-(tidslinje for avgrensning) er en betinget trukket linje som går omtrent langs 180° meridianen langs vannoverflaten, langs øyer og kapper.
Etter internasjonal avtale begynner den nye datoen på vestsiden av skillelinjen. På østsiden kommer den nye datoen først etter 24 timer .
Følgelig, når du krysser datolinjen fra vest til øst fra midnatt etter overgangen til denne linjen, gjentas datoen (kalenderen viser samme dato i to dager). På. krysser denne linjen fra øst til vest ved midnatt, etter kryssing endres datoen med to enheter samtidig (ett tall faller ut av kalenderen). Derfor følger flymannskaper, når de krysser datolinjen, følgende etablerte prosedyre for å endre datoen i loggboken:
når du krysser datolinjen i østlig retning etter en dag, gjentas tallet (datoen);
Ved kryssing av datolinjen i vestlig retning legges en til fremrykkende dato.
I den russiske føderasjonen ligger datolinjen på østkysten av Chukotka-halvøya.
Hei kjære lesere! I dag vil jeg gjerne berøre emnet Jorden og, og jeg tenkte at et innlegg om hvordan jorden roterer ville være nyttig for deg 🙂 Tross alt, dag og natt, og også årstidene, avhenger av dette. La oss se nærmere på alt.
Planeten vår roterer rundt sin akse og rundt solen. Når den gjør én omdreining rundt sin akse, går det en dag, og når den går rundt solen, går det ett år. Les mer om dette nedenfor:
Jordens akse.
Jordens akse (Jordens rotasjonsakse) - dette er den rette linjen som jordens daglige rotasjon skjer rundt; denne linjen går gjennom sentrum og skjærer jordens overflate.
Helningen til jordens rotasjonsakse.
Jordens rotasjonsakse er skråstilt til planet i en vinkel på 66°33´; takket være dette skjer det. Når solen er over Nordens vendekrets (23°27´N), begynner sommeren på den nordlige halvkule, og jorden er lengst unna solen.
Når solen står opp over vendekretsen i sør (23°27´S), begynner sommeren på den sørlige halvkule.
På den nordlige halvkule begynner vinteren på denne tiden. Tiltrekningen til Månen, Solen og andre planeter endrer ikke helningsvinkelen til jordaksen, men får den til å bevege seg langs en sirkulær kjegle. Denne bevegelsen kalles presesjon.
Nordpolen peker nå mot Nordstjernen. I løpet av de neste 12 000 årene, som et resultat av presesjon, vil jordaksen reise omtrent halvveis og rettes mot stjernen Vega.
Omtrent 25 800 år utgjør en fullstendig presesjonssyklus og påvirker klimasyklusen betydelig.
To ganger i året, når solen er rett over ekvator, og to ganger i måneden, når månen er i en lignende posisjon, synker tiltrekningen på grunn av presesjon til null og det er en periodisk økning og reduksjon i presesjonshastigheten.
Slike oscillerende bevegelser av jordens akse er kjent som nutasjon, som topper hvert 18.6 år. Når det gjelder betydningen av dens innflytelse på klimaet, er denne periodisiteten nummer to etter endringer i årstider.
Jordens rotasjon rundt sin akse.
Daglig rotasjon av jorden - bevegelsen til jorden mot klokken, eller fra vest til øst, sett fra Nordpolen. Jordens rotasjon bestemmer lengden på dagen og forårsaker vekslingen mellom dag og natt.
Jorden gjør én omdreining rundt sin akse på 23 timer 56 minutter og 4,09 sekunder. I løpet av perioden med én omdreining rundt solen, gjør jorden omtrent 365 ¼ omdreininger, dette er ett år eller lik 365 ¼ dager.
Hvert fjerde år legges det til en annen dag i kalenderen, fordi for hver slik revolusjon, i tillegg til en hel dag, brukes ytterligere en kvart dag. Jordens rotasjon bremser gradvis månens gravitasjonskraft, og forlenger dagen med omtrent 1/1000-dels sekund hvert århundre.
Etter geologiske data å dømme kan jordens rotasjonshastighet endres, men med ikke mer enn 5 %.
Rundt solen roterer jorden i en elliptisk bane, nær sirkulær, med en hastighet på omtrent 107 000 km/t i retning fra vest til øst. Gjennomsnittlig avstand til sola er 149 598 tusen km, og forskjellen mellom den minste og største avstanden er 4,8 millioner km.
Eksentrisiteten (avviket fra sirkelen) til jordens bane endres litt i løpet av en syklus som varer i 94 tusen år. Det antas at dannelsen av en kompleks klimasyklus lettes av endringer i avstanden til solen, og fremrykk og tilbaketrekning av isbreer under istider er assosiert med dens individuelle stadier.
Alt i vårt enorme univers er ordnet veldig komplekst og presist. Og jorden vår er bare et poeng i den, men dette er hjemmet vårt, som vi lærte litt mer om fra innlegget om hvordan jorden roterer. Vi sees i nye innlegg om studiet av jorden og universet🙂
Jorden gjør en fullstendig omdreining rundt sin akse på 23 timer og 56 minutter. 4 s. Vinkelhastigheten til alle punktene på overflaten er den samme og utgjør 15 grader / t. Deres lineære hastighet avhenger av avstanden som punktene må reise i løpet av den daglige rotasjonen. Punkter på ekvatorlinjen roterer med høyeste hastighet (464 m/s). Punktene som faller sammen med Nord- og Sydpolen forblir praktisk talt ubevegelige. Dermed minker den lineære hastigheten til punkter som ligger på samme meridian fra ekvator til polene. Det er den ulik lineære hastigheten til punkter på forskjellige paralleller som forklarer manifestasjonen av den avbøyende virkningen av jordens rotasjon (den såkalte Coriolis-kraften) til høyre på den nordlige halvkule og til venstre på den sørlige halvkule i forhold til retningen av deres bevegelse. Avbøyningseffekten påvirker spesielt retningen til luftmasser og sjøstrømmer.
Coriolis-kraften virker bare på legemer i bevegelse den er proporsjonal med deres masse og bevegelseshastighet og avhenger av breddegraden der punktet befinner seg. Jo større vinkelhastighet, jo større er Coriolis-kraften. Avbøyningskraften til jordens rotasjon øker med breddegraden. verdien kan beregnes ved hjelp av formelen
Hvor m- vekt; v- hastigheten til en bevegelig kropp; w- vinkelhastigheten til jordens rotasjon; j- breddegrad på dette punktet.
Jordens rotasjon forårsaker en rask syklus av dag og natt. Daglig rotasjon skaper en spesiell rytme i utviklingen av fysisk-geografiske prosesser og naturen generelt. En av de viktige konsekvensene av jordens daglige rotasjon rundt sin akse er flo og fjære av tidevannet - fenomenet med periodiske svingninger i havnivået, som er forårsaket av gravitasjonskreftene til solen og månen. De fleste av disse kreftene er månedlige, og derfor bestemmer de hovedtrekkene ved tidevannsfenomener. Tilstrømningsfenomener forekommer også i jordskorpen, men her overstiger de ikke 30-40 cm, mens de i havene i noen tilfeller når 13 m (Penzhinskaya Bay) og til og med 18 m (Bay of Fundy). Høyden på vannprojeksjonene på overflaten av havene er omtrent 20 cm, og de sirkler rundt havene to ganger om dagen. Den ekstreme posisjonen til vannstanden på slutten av tilløpet kalles høyvann, på slutten av utløpet - lavt vann; forskjellen mellom disse nivåene kalles tidevannets størrelse.
Mekanismen for tidevannsfenomener er ganske kompleks. Hovedessensen deres er at Jorden og Månen er det eneste systemet i rotasjonsbevegelse rundt et felles tyngdepunkt, som ligger inne i Jorden i en avstand på omtrent 4800 km fra sentrum (fig. 10). Som alt kjøtt påvirkes det roterende jord-månesystemet av to krefter: tyngdekraft og sentrifugal. Forholdet mellom disse kreftene på forskjellige sider av jorden er ikke det samme. På den siden av jorden som vender mot månen, er månens gravitasjonskrefter større enn sentrifugalkreftene til systemet, og deres resultat er rettet mot månen. På siden av jorden motsatt Månen, er sentrifugalkreftene til systemet større enn Månens gravitasjonskraft, og resultatet blir rettet bort fra den. Disse resultantene er tidevannskrefter de forårsaker en økning i vann på motsatte sider av jorden.
Ris. 10.
På grunn av det faktum at jorden roterer daglig i feltet for disse kreftene, og månen beveger seg rundt den, prøver innstrømningsbølgene å bevege seg i samsvar med månens posisjon, derfor i hver region av havet i 24 timer 50 minutter. Tidevannet kommer inn to ganger og tidevannet går ut to ganger. Daglig forsinkelse på 50 minutter. på grunn av månens fremadskridende bevegelse i sin bane rundt jorden.
Solen forårsaker også tidevann på jorden, selv om de er tre ganger lavere i høyden. De er lagt over månens tidevann, og endrer egenskapene deres.
Til tross for at solen, jorden og månen er nesten i samme plan, endrer de kontinuerlig sine relative posisjoner i baner, så deres innstrømningspåvirkning endres tilsvarende. To ganger i løpet av den månedlige syklusen - på en ny (ung) måned og en fullmåne - er Jorden, Månen og Solen på samme linje. På dette tidspunktet faller tidevannskreftene til Månen og Solen sammen og det oppstår uvanlig høye, såkalte hvite tidevann. I første og tredje kvartal av månen, når tidevannskreftene til solen og månen er rettet i rette vinkler på hverandre, har de motsatt effekt og høyden på månens tidevann er omtrent en tredjedel mindre. Disse tidevannet kalles kvadratur.
Problemet med å bruke den kolossale energien til flo og fjære har lenge tiltrukket seg menneskehetens oppmerksomhet, men løsningen begynte med byggingen av tidevannskraftverk (TPP) først nå. Det første tidevannskraftverket kom i drift i Frankrike i 1960. I Russland ble tidevannskraftverket Kislogubskaya i 1968 bygget ved bredden av Kolabukta. Det er planlagt å bygge flere TPP-er i Hvitehavsområdet, så vel som i det fjerne østlige hav av Kamchatka.
De innflytende bølgene bremser gradvis jordens rotasjonshastighet fordi de beveger seg i motsatt retning. Derfor blir jordens dag lengre. Det er beregnet at på grunn av vanntilførsel alene, øker døgnet med 1 s hvert 40.000 år. For en milliard år siden var en dag på jorden bare 17 timer lang. Om en milliard år vil en dag vare i 31 timer. Og om noen få milliarder år vil jorden alltid ha den ene siden vendt mot månen, akkurat som månen vender mot jorden nå.
Noen forskere mener at samspillet mellom jorden og månen er en av hovedårsakene til den første oppvarmingen av planeten vår. Påvirkningsfriksjonen fører til at månen beveger seg bort fra jorden med en hastighet på rundt 3 cm/år. Denne verdien avhenger sterkt av avstanden mellom de to kroppene, som for øyeblikket er 60,3 jordradier.
Hvis vi antar at Jorden og Månen til å begynne med var mye nærmere, så burde på den ene siden tidevannskraften være større. En flodbølge skaper indre friksjon i planetens kropp, som er ledsaget av frigjøring av varme,
Jordens rotasjon rundt sin akse er assosiert med dens styrke, som avhenger av vinkelhastigheten til planetens daglige rotasjon. Rotasjon genererer sentrifugalkraft, direkte proporsjonal med kvadratet på vinkelhastigheten. Nå er sentrifugalkraften ved ekvator, der den er størst, bare 1/289 av tyngdekraften. Jorden har i gjennomsnitt 15 ganger sikkerhetsmargin. Solen er 200 ganger, og Saturn er bare 1,5 ganger på grunn av sin raske rotasjon rundt sin akse. Ringene ble dannet muligens på grunn av planetens raskere rotasjon tidligere. Det ble antatt at månen ble dannet som et resultat av separasjonen av en del av jordens masse i Stillehavet på grunn av dens raske rotasjon. Imidlertid, etter å ha studert prøver av månebergarter, ble denne hypotesen avvist, men det faktum at formen på jorden endres avhengig av hastigheten på dens rotasjon vekker ingen tvil blant eksperter.
Jordens daglige rotasjon er assosiert med slike begreper som siderisk, solar, sone og lokal tid, datolinje, etc. Tid er den grunnleggende enheten for å bestemme tiden hvor den tilsynelatende rotasjonen av himmelsfæren skjer mot klokken. Etter å ha lagt merke til startpunktet på himmelen, beregnes rotasjonsvinkelen fra den, hvorfra den medgåtte tiden beregnes. Den sideriske timen regnes fra øyeblikket for den øvre kulminasjonen av vårjevndøgn, der ekliptikken skjærer ekvator. Den brukes til astronomiske observasjoner. Soltid (nåværende, eller sann, gjennomsnittlig) regnes fra øyeblikket for den nedre kulminasjonen av sentrum av solskiven på observatørens meridian. Lokal tid er gjennomsnittlig soltid på hvert punkt på jorden, som avhenger av lengdegraden til det punktet. Jo lenger øst et punkt på jorden er, jo lenger har det lokal tid (hver 15. lengdegrad gir en tidsforskjell på 1 time), og jo lenger vest du kommer, jo kortere er tiden.
Jordens overflate er konvensjonelt delt inn i 24 tidssoner, der tiden regnes som lik tiden for den sentrale meridianen, det vil si meridianen som går gjennom midten av sonen.
I tettbefolkede regioner går grensene til beltene langs grensene til stater og administrative regioner, noen ganger faller de sammen med naturlige grenser: elveleier, fjellkjeder og lignende. I den første tidssonen er tiden en time senere enn tiden for nullsonen, eller gjennomsnittlig soltid for Greenwich-meridianen, i den andre sonen - ved 2:00, etc.
Standardtid, som deler planeten inn i 24 tidssoner, ble introdusert i mange land rundt om i verden i 1884 s. Og selv om konsentrasjonen ikke eliminerte alle misforståelser knyttet til beregningen av tid (la oss i det minste huske de nylige opphetede diskusjonene i noen regioner i Ukraina angående introduksjonen på dets territorium i stedet for Moskva Kiev-tid, det vil si tiden for et sekund tidssone, der landet vårt faktisk ligger), men tidssonesystemet har blitt generelt akseptert på planeten. Tross alt skiller standardtid seg ikke bare lite fra lokal tid, det er også praktisk når man bruker langdistansereiser. I denne forbindelse ville det være hensiktsmessig å huske en interessant historie som uventet skjedde med deltakerne på den første turen rundt om i verden ved fullføringen.
På slutten av 1522 gikk en uvanlig prosesjon gjennom de trange gatene i den spanske byen Sevilla: 18 sjømenn fra F. Magellans ekspedisjon hadde nettopp returnert til hjemmehavnen etter en lang havreise. Folket var ekstremt utslitte under den nesten tre år lange seilasen. For første gang gikk de jorden rundt og oppnådde en bragd. Men vinnerne var ikke like. I hender skjelvende av svakhet bar de brennende stearinlys og satte sakte kursen mot katedralen for å sone for den ufrivillige synden de begikk under den lange reisen...
Hva var planetens pionerer skyldige i? Da Victoria nærmet seg Kapp Verde-øyene på vei tilbake, ble en båt sendt i land for mat og ferskvann. Sjømennene kom snart tilbake til skipet og informerte det overraskede mannskapet: av en eller annen grunn på land regnes denne dagen som torsdag, selv om det ifølge skipets logg er onsdag. Da de kom tilbake til Sevilla, skjønte de endelig at de hadde tapt en dag på skipets konto! Dette betyr at de begikk en stor synd fordi de feiret alle religiøse høytider en dag tidligere enn kalenderen krevde. Dette angret de i katedralen.
Hvordan tapte erfarne seilere en dag? Det må sies med en gang at de ikke gjorde noen feil i å telle dagene. Faktum er at kloden roterer rundt sin akse fra vest til øst og annenhver dag gjør en revolusjon retning fra øst til vest og fra I tre års reise rundt jorden gjorde hun også en hel omdreining rundt jordaksen, men i motsatt retning av jordens rotasjonsretning, noe som betyr at de reisende gjorde én omdreining mindre enn Hele menneskeheten på jorden og de tapte ikke en dag, men vant den av F. Magellan sin ekspedisjon, Antonio Pigafetta, gjettet at på forskjellige steder på kloden i samme øyeblikk på hver meridian er det en lokal tid, hvor begynnelsen telles fra øyeblikket når solen er lavt under horisonten, det vil si at den er i det såkalte nedre klimaks. Men folk i sine daglige aktiviteter legger ikke merke til dette og fokuserer på standardtiden som tilsvarer lokal tid for medianmeridianen til den tilsvarende tidssonen.
Men å dele kloden i tidssoner løser fortsatt ikke alle problemene, spesielt problemet med rasjonell bruk av lysperioden. Derfor, den siste søndagen i mars i mange land, inkludert Ukraina, flyttes klokkeviserne en time frem, og i slutten av oktober blir de returnert til standardtid. Overgangen til sommertid gir mulighet for mer økonomisk bruk av drivstoff og energiressurser. I tillegg gir dette folk muligheten til å jobbe og slappe mer av i naturlig lys, og til å bruke den mørkeste tiden på døgnet til å sove.
I den praktiske fordelingen av tidssoner på planeten vår, er områdene som datolinjen konvensjonelt går gjennom spesifikke. Denne linjen går for det meste i åpent hav langs 180° meridianen og avviker noe der den krysser øyer eller skiller forskjellige stater. Dette ble gjort for å unngå visse kalenderulemper for menneskene som bor i dem. Når du krysser en linje fra vest til øst, gjentas datoen når du beveger deg i motsatt retning, en dag er ekskludert fra tellingen. Interessant nok er det i Beringstredet mellom Chukotka og Alaska to øyer som er atskilt av den internasjonale datolinjen: Ratmanov-øya, som tilhører Russland, og Kruzenshtern-øya, som tilhører SELA. Etter å ha tilbakelagt en avstand på flere kilometer mellom to øyer, kan du finne deg selv... i går, hvis du seiler fra Ratmanov-øya, eller i morgen, når du drar i motsatt retning.
Jorden gjør noen forskjellige bevegelser: sammen med galaksen mot stjernebildene Lyra og Hercules med en hastighet på 20 km/sek., rotasjonsbevegelse i forhold til sentrum av galaksen med V = 250-280 km/sek., rundt sol med en hastighet på 30 km/sek., rundt sin akse med hastighet 0,5 km/sek. etc. Dette komplekse systemet av bevegelser forårsaker en rekke fenomener på jorden, og formulerer naturlige forhold. La oss vurdere kun 2 bevegelser som er viktige for miljøet og mennesker.
Daglig rotasjon.
Når du observerer solen og planetene fra jorden, ser det ut til at jorden er ubevegelig, og solen og planetene roterer rundt den (effekten av en bevegelig stasjon). Det var nettopp denne modellen (geosentrisk), forfattet av Ptolemaios (2. århundre f.Kr.) som eksisterte frem til 1500-tallet. Etter hvert som bevis samlet seg, begynte det imidlertid å stille spørsmål ved denne modellen. Den første personen som offentlig uttalte seg mot det var polakken Nicolaus Copernicus. Etter hans død ble Copernicus' ideer utviklet av italieneren Giordano Bruno, som ble brent på bålet fordi... nektet å samarbeide med inkvisisjonen. Hans landsmann Galileo fortsatte å utvikle ideene til Copernicus og Bruno og bekreftet ved hjelp av teleskopet han oppfant riktigheten av sine egne.
Altså allerede på begynnelsen av 1600-tallet. Jordens rotasjon rundt sin akse ble bevist. For øyeblikket er det ingen som tviler på dette faktum, og vi har mange bevis på aksial rotasjon.
En av de enkleste og mest overbevisende er eksperimentet med Foucault-pendelen. I 1851 franskmannen L. Foucault, ved hjelp av en enorm pendel, viste at pendelens plan alltid skifter med klokken (sett ovenfra). Hvis jorden ikke roterte fra vest til øst (mot klokken), ville en slik effekt med en pendel ikke eksistere.
Det andre overbevisende beviset på jordens aksiale rotasjon er avbøyningen av fallende kropper mot øst, det vil si at hvis du slipper en last fra et høyt tårn, vil den falle til jorden og avvike fra vertikalen med flere mm. eller cm avhengig av høyde.
Kloden roterer rundt sin akse – akkurat som alle planeter roterer rundt sine akser. Dessuten roterer alle nesten i samme retning som rundt solen. De stedene der rotasjonsaksen til planetene skjærer overflaten deres kalles poler (for jorden - geografiske poler, sør og nord). En linje som går langs planetens overflate i lik avstand fra begge polene kalles ekvator.
Geografiske poler forblir ikke på ett sted, men beveger seg over planetens overflate. Heldigvis for oss, ikke veldig langt og ikke veldig raskt.
Observasjoner på stasjoner til International Pole Movement Service (inntil 1961 ble det kalt International Latitude Service; det ble opprettet i 1899), samt tjue år med målinger ved bruk av geodetiske satellitter indikerer at de geografiske polene beveger seg med en hastighet på 10 cm . i år.
Hvilke konsekvenser er forbundet med jordens daglige rotasjon?
For det første er det endringen av dag og natt. Dessuten, på grunn av det komparative intervallet mellom dag og natt, har ikke atmosfæren og jordens overflate tid til å underkjøles og varmes opp. Endringen av dag og natt forårsaker i sin tur rytmen til mange prosesser i naturen (biorytmer).
For det andre er en viktig konsekvens av rotasjon avbøyningen av horisontalt bevegelige kropper til høyre på den nordlige halvkule og til venstre på den sørlige halvkule. Avbøyningskraft eller Corioliskraft er assosiert med en tidsforskyvning i retning av meridianer og paralleller. Ved polen, hvor parallellene og meridianene er nesten parallelle med hverandre, er denne kraften null, og ved ekvator, hvor de er i størst vinkel, er kraften maksimal.
Coriolis-effekten er av stor betydning for objekter som beveger seg over lengre tid i meridional retning (elvevann, luftmasser osv.) denne effekten blir merkbar: elver vasker bort den ene bredden mer enn den andre. Og vindene, som har blåst i én retning lenge, skifter merkbart. Den viktigste manifestasjonen av et slikt skifte er vridning av vind i soner med høyt (antisykloner) og lavt (sykloner) atmosfærisk trykk.
For det tredje er en viktig konsekvens flo og fjære av tidevann. Når jorden roterer, faller den med jevne mellomrom under månens gravitasjonskraft, noe som resulterer i en flodbølge. Under nymåne og fullmåne er tidevannet på sitt maksimum under 1/4-fasen av månen de er på sitt minimum.
Jordens rotasjon har lenge vært brukt til å telle tid. En fullstendig rotasjon av jorden rundt sin akse skjer i forskjellige tidsperioder avhengig av utgangspunktet. I forhold til stjernene skjer en fullstendig rotasjon på 23 timer. 56min.4sek. (siderisk dag). Og i forhold til solen - på 24 timer. (soldag). Dette er imidlertid gjennomsnittlige soldager, siden klare soldager varierer gjennom året.
I tillegg til lokal tid (gjennomsnittlig soldag), som avhenger av posisjonen til den lokale meridianen i forhold til solen, finnes det et standard tidssystem. I denne forbindelse er hele kloden delt inn i 24 soner, med null, som går gjennom Greenwich-meridianen. Hver sone er forskjellig i tid fra naboen én og én time. I øst 1 time mer, og i vest 1 time mindre.
Tilsynelatende bevegelse av himmelen. Det er kjent at himmellegemene befinner seg i svært forskjellige avstander fra kloden. Samtidig ser det ut til at avstandene til armaturene er de samme og at de alle er knyttet til én sfærisk overflate, som vi kaller himmelhvelvet, og astronomer kaller den synlige himmelsfæren. Det virker slik for oss fordi avstandene til himmellegemene er veldig store, og øyet vårt er ikke i stand til å merke forskjellen i disse avstandene. Enhver observatør kan lett legge merke til at den synlige himmelsfæren med alle legemer plassert på den sakte roterer. Dette fenomenet har vært godt kjent for folk siden antikken, og de tok den tilsynelatende bevegelsen til solen, planetene og stjernene rundt jorden som virkelighet. Foreløpig vet vi at det ikke er solen eller stjernene som beveger seg rundt jorden, men at kloden roterer.
Nøyaktige observasjoner har vist at jorden fullfører sin revolusjon rundt sin akse på 23 timer og 56 minutter. og 4 sek. Vi tar tiden for en fullstendig rotasjon av jorden rundt sin akse som et døgn og teller for enkelhets skyld 24 timer i døgnet.
Bevis på jordens rotasjon rundt sin akse. Vi har nå en rekke svært overbevisende bevis på jordens rotasjon. La oss først dvele ved bevisene som stammer fra fysikk.
Foucaults erfaring. I Leningrad, i den tidligere St. Isak-katedralen, en pendel med 98 m lengde, med en belastning på 50 kg. Under pendelen er en stor sirkel delt inn i grader. Når pendelen er i en rolig stilling, er lasten plassert nøyaktig i midten av sirkelen. Hvis du tar vekten av pendelen til nullgraden av sirkelen og deretter lar den gå, vil pendelen svinge i meridianens plan, det vil si fra nord til sør. Etter 15 minutter vil imidlertid pendelens svingplan avvike med ca. 4°, etter en time med 15° osv. Det er kjent fra fysikken at pendelens svingplan ikke kan avvike. Følgelig endret posisjonen til den graderte sirkelen seg, noe som bare kunne skje som et resultat av jordens daglige bevegelse.
For å forstå essensen av saken klarere, la oss gå til tegningen (fig. 13, a), som viser den nordlige halvkule i polar projeksjon
Meridianene som strekker seg fra polen er indikert med en stiplet linje. Små sirkler på meridianene er et konvensjonelt bilde av en gradert sirkel under pendelen til St. Isak-katedralen. I første posisjon ( AB) svingplanet til pendelen (indikert med en heltrukket linje i en sirkel) faller fullstendig sammen med planet til denne meridianen. Etter en tid meridianen AB på grunn av jordens rotasjon fra vest til øst, vil den være i posisjon A 1 B 1. Pendelens svingplan forblir det samme, på grunn av hvilket vinkelen mellom pendelens svingplan og meridianplanet oppnås. Med videre rotasjon av jorden, meridianen AB vil være i en posisjon A 2 B 2 osv. Det er klart at pendelens svingplan vil avvike enda mer fra meridianplanet AB. Hvis jorden var stasjonær, kunne ikke en slik divergens skje, og pendelen ville svinge fra begynnelse til slutt i retning av meridianen.
Et lignende eksperiment (i mindre skala) ble først utført i Paris i 1851 av fysikeren Foucault, som er grunnen til at det fikk navnet sitt.
Eksperiment med avbøyning av fallende kropper mot øst. I henhold til fysikkens lover må en last falle fra en høyde langs en lodd. I alle eksperimenter som ble utført, avvek imidlertid den fallende kroppen alltid mot øst. Avviket oppstår fordi når jorden roterer, er hastigheten til et legeme som beveger seg fra vest til øst i en høyde større enn på jordoverflaten. Sistnevnte kan lett forstås fra vedlagte tegning (fig. 13, b). Et punkt på jordens overflate beveger seg med jorden fra vest til øst og dekker banen over en viss tidsperiode BB 1. Et punkt som ligger i en viss høyde reiser en sti i samme tidsrom AA 1. Kroppen kastet fra et punkt EN, beveger seg raskere i høyden enn et punkt I, og i løpet av tiden kroppen faller, pek EN vil bevege seg til punkt A 1 og en kropp med høy hastighet vil falle øst for punkt B 1. I følge eksperimenter faller en kropp fra en høyde på 85 m avvek fra lodd mot øst med 1,04 mm, og når du faller fra en høyde på 158,5 m- med 2,75 cm.
Jordens rotasjon indikeres også av klodens oblatitet ved polene, avviket til vind og strømmer på den nordlige halvkule til høyre og på den sørlige halvkule til venstre, som vil bli diskutert mer detaljert senere.
Jordens rotasjon gjør det klart for oss hvorfor jordens polare oblatitet ikke fører til at vannmassene i havene beveger seg fra ekvator til polene, dvs. til posisjonen nærmest jordens sentrum (sentrifugalkraft) forhindrer at dette vannet beveger seg til polene), etc.
Geografisk betydning av daglig rotasjonav jorden. Den første konsekvensen av jordens rotasjon rundt sin akse er endringen av dag og natt. Denne endringen er ganske rask, noe som er veldig viktig for utviklingen av liv på jorden. På grunn av kortheten på dag og natt, kan jorda verken overopphetes eller overkjøles til slike grenser at liv vil bli drept enten av overdreven varme eller overdreven kulde.
Endringen av dag og natt bestemmer rytmen til mange prosesser på jorden knyttet til inn- og utstrømming av varme.
Den andre konsekvensen av jordens rotasjon rundt sin akse er avviket til ethvert bevegelig legeme fra sin opprinnelige retning på den nordlige halvkule til høyre og på den sørlige halvkule til venstre, noe som er av stor betydning i livet til Jord. Vi kan ikke gi et komplisert matematisk bevis for denne loven her, men vi vil prøve å gi en, om enn veldig forenklet, forklaring.
La oss anta at kroppen mottok en rettlinjet bevegelse fra ekvator til Nordpolen. Hvis jorden ikke roterte rundt sin akse, vil et legeme i bevegelse c. til slutt ville den havne på polet. Dette skjer imidlertid ikke på jorden fordi kroppen, ved ekvator, beveger seg med jorden fra vest til øst (fig. 14, a). Beveger man seg mot polet, blir kroppen mer
høye breddegrader, hvor hvert punkt på jordoverflaten beveger seg fra vest til øst saktere enn ved ekvator. Et legeme som beveger seg mot polen, i henhold til treghetsloven, opprettholder bevegelseshastigheten fra vest til øst som det hadde ved ekvator. Som et resultat vil kroppens bane alltid avvike fra retningen til meridianen til høyre. Det er ikke vanskelig å forstå at på den sørlige halvkule, under de samme bevegelsesforholdene, vil kroppens bane avvike til venstre (fig. 14.6).
Poler, ekvator, paralleller og meridianer. Takket være den samme rotasjonen av jorden rundt sin akse, har vi to fantastiske punkter på jorden, som kalles poler. Polene er de eneste faste punktene på jordoverflaten. Basert på polene bestemmer vi plasseringen av ekvator, trekker paralleller og meridianer og lager et koordinatsystem som lar oss bestemme posisjonen til et hvilket som helst punkt på jordklodens overflate. Det siste gir oss på sin side muligheten til å plotte alle geografiske objekter på kart.
En sirkel dannet av et plan vinkelrett på jordaksen og deler jordkloden i to like halvkuler kalles ekvator. Sirkelen som dannes ved skjæringen av ekvatorialplanet med jordklodens overflate kalles ekvatorlinjen. Men i dagligtale og geografisk litteratur kalles ekvatorlinjen ofte bare ekvator for korthets skyld.
Kloden kan mentalt krysses av fly parallelt med ekvator. Dette produserer sirkler kalt paralleller. Det er tydelig at størrelsen på parallellene for samme halvkule ikke er de samme: de avtar med avstanden fra ekvator. Retningen til parallellen på jordoverflaten er den nøyaktige retningen fra øst til vest.
Kloden kan mentalt dissekeres av fly som passerer gjennom jordaksen. Disse planene kalles meridianplan. Sirkler dannet av skjæringspunktet mellom meridianplan og jordklodens overflate kalles meridianer. Hver meridian går uunngåelig gjennom begge polene. Med andre ord har meridianen overalt den nøyaktige retningen fra nord til sør. Retningen til meridianen på et hvilket som helst punkt på jordens overflate bestemmes enklest av retningen til middagsskyggen, og det er grunnen til at meridianen også kalles middagslinjen (lat. rneridlanus, som betyr middag).
Breddegrad og lengdegrad. Avstanden fra ekvator til hver av polene er en fjerdedel av en sirkel, dvs. 90°. Grader telles langs meridianlinjen fra ekvator (0°) til polene (90°). Avstanden fra ekvator til Nordpolen, uttrykt i grader, kalles nordlig breddegrad, og til Sydpolen - sørlig breddegrad. I stedet for ordet breddegrad, for korthets skyld, skriver de ofte tegnet φ (den greske bokstaven "phi", nordlig breddegrad med +-tegn, sørlig breddegrad med --tegn), for eksempel φ = + 35°40".
Ved bestemmelse av gradavstanden mot øst eller vest, utføres telling fra en av meridianene, som konvensjonelt anses å være null. I henhold til internasjonal avtale regnes prime meridianen for å være meridianen til Greenwich Observatory, som ligger i utkanten av London. Gradavstanden mot øst (fra 0 til 180°) kalles østlig lengdegrad, og vest - vestlig lengdegrad. I stedet for ordet lengdegrad skriver de ofte tegnet λ (den greske bokstaven «lambda», østlig lengdegrad med +-tegn og vestlig lengdegrad med --tegn), for eksempel λ = -24°30 /. Ved å bruke breddegrad og lengdegrad er vi i stand til å bestemme posisjonen til et hvilket som helst punkt på jordens overflate.
Bestemmelse av breddegrad kl Jord.
En observatør på Nordpolen ser nordstjernen like over hodet. Med andre ord, vinkelen dannet av nordstjernestrålen og horisontens plan er lik 90°, dvs. tilsvarer nøyaktig breddegraden til et gitt sted. For en observatør som befinner seg ved ekvator, bør vinkelen dannet av nordstjernestrålen og horisontplanet være lik 0°, som igjen tilsvarer stedets breddegrad. Når man beveger seg fra ekvator til polen, vil denne vinkelen øke fra 0 til 90° og vil alltid tilsvare stedets breddegrad (fig. 16).
Det er mye vanskeligere å bestemme breddegraden til et sted fra andre armaturer. Her må du først bestemme høyden på armaturet over horisonten (dvs. vinkelen som dannes av strålen til denne armaturen og horisontens plan), deretter beregne den øvre og nedre kulminasjonen av armaturet (dets posisjon kl. 12.00) og 0 am.) og ta det aritmetiske gjennomsnittet mellom dem. For beregninger av denne typen kreves spesielle ganske komplekse tabeller.
Den enkleste enheten for å bestemme høyden til en stjerne over horisonten er en teodolitt (fig. 17). Til sjøs, under rullende forhold, brukes en mer praktisk sekstantanordning (fig. 18).
Sekstanten består av en ramme, som er en sektor av en sirkel på 60°, dvs. utgjør 1/6 av sirkelen (derav navnet fra latin sextaner- sjette del). Et lite teleskop er montert på den ene eiken (ramme). På den andre strikkepinnen er det et speil EN, halvparten er dekket med amalgam og den andre halvparten er gjennomsiktig. Andre speil I festet til alidaden, som tjener til å måle vinklene på den graderte skiven. Observatøren ser gjennom teleskopet (punkt O) og ser gjennom den gjennomsiktige delen av speilet EN horisont I. Beveger alidade, fanger han på speilet EN bilde av armaturet S, reflektert fra speilet I. Fra vedlagte tegning (fig. 18) er det tydelig at vinkelen SOH (bestemme høyden på armaturet over horisonten) er lik dobbel vinkel CBN.
Bestemmelse av lengdegrad på jorden. Det er kjent at hver meridian har sin egen, såkalte lokal tid, og en forskjell på 1° lengdegrad tilsvarer en 4-minutters tidsforskjell. (En fullstendig omdreining av jorden rundt sin akse (360°) tar 24 timer, og en rotasjon på 1° = 24 timer: 360°, eller 1440 minutter: 360° = 4 minutter.) Det er lett å se at tiden forskjellen mellom de to punktene lar deg enkelt beregne forskjellen i lengdegrader. For eksempel, hvis klokken er 13 på dette tidspunktet. 2 minutter, og på nullmeridianen er det 12 timer, da er tidsforskjellen 1 time. 2 minutter, eller 62 minutter, og forskjellen i grader er 62:4 = 15°30 / . Derfor er lengdegraden til punktet vårt 15°30 / . Dermed er prinsippet for å beregne lengdegrader veldig enkelt. Når det gjelder metoder for nøyaktig å bestemme lengdegrad, byr de på betydelige vanskeligheter. Den første vanskeligheten er å nøyaktig bestemme lokal tid astronomisk. Den andre vanskeligheten er behovet
å ha nøyaktige kronometre Nylig, takket være radio, har den andre vanskeligheten blitt betydelig lindret, men den første er fortsatt gyldig.