Ziemia porusza się w przestrzeni jak bączek, który obraca się wokół siebie i jednocześnie porusza się po okręgu. Nasza planeta wykonuje również dwa główne ruchy: obraca się wokół własnej osi i porusza się wokół Słońca.
Obrót Ziemi wokół własnej osi. Widzieliście już, jak kula-Ziemia obraca się wokół osi pręta. Nasza planeta wykonuje taki ruch nieustannie. Ale nie zauważamy tego, ponieważ my i wszystkie ciała ziemskie obracamy się wraz z nim - równiny, góry, rzeki, morza, a nawet powietrze, otaczających Ziemię. Wydaje nam się, że Ziemia pozostaje w bezruchu, natomiast Słońce, Księżyc i gwiazdy poruszają się po niebie. Mówimy, że Słońce wschodzi na wschodzie i zachodzi na zachodzie. W rzeczywistości to Ziemia się porusza, obracając się z zachodu na wschód (w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara).
W rezultacie, obracając się wokół własnej osi, Ziemia jest oświetlana przez Słońce, najpierw z jednej strony, potem z drugiej (ryc. 86). W rezultacie planeta doświadcza dnia lub nocy. Pełny obrót Ziemia obraca się wokół własnej osi w ciągu 24 godzin. Okres ten nazywa się dniami. Ruch Ziemi wokół własnej osi jest równomierny i nie zatrzymuje się ani na chwilę.
W wyniku obrotu Ziemi wokół własnej osi następuje zmiana dnia i nocy. Nasza planeta dokonuje pełnego obrotu wokół własnej osi dzień(24 godziny).
Ruch Ziemi wokół Słońca. Ziemia porusza się wokół Słońca po orbicie. Dokonuje pełnego obrotu rok — 365 dni.
Przyjrzyj się uważnie globusowi. Zauważysz, że oś Ziemi nie jest pionowa, ale nachylona pod pewnym kątem. To ma bardzo ważne: Nachylenie osi podczas ruchu Ziemi wokół Słońca jest przyczyną zmiany pór roku. Mimo wszystko promienie słoneczne Przez cały rok albo półkula północna (a tam dni są dłuższe), albo półkula południowa otrzymuje więcej światła.
Ze względu na pochylenie oś Ziemi Podczas ruchu naszej planety wokół Słońca Ziemia doświadcza zmiana pór roku.
W ciągu roku są dni, kiedy jedna z półkul zwrócona w stronę Słońca jest oświetlona najbardziej, a druga najmniej i odwrotnie. To są dni przesilenie dnia z nocą. Podczas jednego obrotu Ziemi wokół Słońca występują dwa przesilenia: letnie i zimowe. Dwa razy w roku obie półkule są oświetlone jednakowo (wtedy długość dnia na obu półkulach jest taka sama). To są dni równonoc.
Spójrz na rys. 87 i prześledź ruch Ziemi na orbicie. Kiedy Ziemia jest zwrócona w stronę Słońca swoim biegunem północnym, oświetla i ogrzewa półkulę północną bardziej. Dni są coraz dłuższe od nocy. Nadchodzi ciepły sezon - lato. 22 czerwca dzień będzie najdłuższy, a noc najkrótsza w roku, to jest ten dzień przesilenie letnie . W tym czasie Słońce mniej oświetla i ogrzewa półkulę południową. Tam jest zima. Materiał ze strony
Za trzy miesiące, 23 września, Ziemia zajmuje takie położenie względem Słońca, gdy promienie słoneczne będą jednakowo oświetlać zarówno północ, jak i Półkula południowa. Na całej Ziemi, z wyjątkiem biegunów, dzień zrówna się z nocą (po 12 godzin). Ten dzień nazywa się dzień równonocy jesiennej. Za kolejne trzy miesiące półkula południowa zwróci się w stronę Słońca. Tam nadejdzie lato. W tym samym czasie na półkuli północnej będziemy mieli zimę. 22 grudnia dzień będzie najkrótsza, a noc najdłuższa. To jest dzień przesilenie zimowe . 21 marca znowu obie półkule będą oświetlone jednakowo, dzień zrówna się z nocą. To jest dzień Równonoc wiosenna .
Przez cały rok (podczas całego obrotu Ziemi wokół Słońca) rozróżnia się dni na podstawie oświetlenia powierzchni Ziemi:
- przesilenie dnia z nocą - zima 22 grudnia, lato 22 czerwca;
- równonoc - wiosna 21 marca, jesień 23 września.
Przez cały rok półkule Ziemi otrzymują różne ilości światło słoneczne i ciepło. Następuje zmiana pór roku (pór roku). Zmiany te dotyczą wszystkich żywych organizmów na Ziemi.
Nie znalazłeś tego, czego szukałeś? Skorzystaj z wyszukiwania
Codzienny obrót globu prowadzi do sekwencyjnej zmiany dni i nocy, a jego ruch orbitalny prowadzi do naprzemienności pór roku i zmiany samych lat. Ruchy te są najważniejsze dla Ziemian, ponieważ leżą u podstaw astronomicznych metod pomiaru czasu, ale nie są jedynymi. Pędząc po orbicie słonecznej z Średnia prędkość około 30 km/s, nasza Ziemia wykonuje także wiele innych, bardzo różnorodnych ruchów.
Jak już wspomniano, oś obrotu Ziemi utrzymuje stałą pozycję w przestrzeni przez cały rok, to znaczy pozostaje równoległa do siebie. Północny koniec tej osi jest skierowany do stałego punktu na niebie w pobliżu gwiazda Północna. A jednak nie jest to do końca prawdą. Z stulecia na wiek oś Ziemi, podobnie jak oś obracającego się wierzchołka, powoli opisuje stożek, a ruch ten powodowany jest przez te same siły, co przypływy morskie – przyciąganie Księżyca i Słońca. Tylko w w tym przypadku działają nie na wody oceanów, ale na masy Ziemi, które tworzą jej równikowe pęcznienie.
W wyniku zmian kierunku osi Ziemi w przestrzeni, bieguny świata powoli przemieszczają się wśród gwiazd po małym okręgu o promieniu 23 stopni i 26 minut kątowych. To właśnie pod tym kątem oś obrotu Ziemi odchyla się od prostopadłej do płaszczyzny orbita Ziemi(płaszczyzna ekliptyki), a równik niebieski jest nachylony pod tym samym kątem do płaszczyzny ekliptyki. Przypomnijmy: równik niebieski jest duże koło, położony 90 stopni od biegunów świata. Przecina się z ekliptyką w punktach równonocy wiosennej i jesiennej. A gdy tylko biegun niebieski się poruszy, punkty równonocy powoli przesuwają się wzdłuż ekliptyki w kierunku widoczny ruch Słońce. W rezultacie wiosna nadchodzi co roku 20 minut i 24 sekundy wcześniej, niż Słońce zdąży okrążyć całą ekliptykę. Stąd to zjawisko otrzymało swoją nazwę precesja, co w tłumaczeniu z łaciny oznacza „iść do przodu” lub oczekiwanie na równonoc.
Obliczenia wykazały, że biegun niebieski tworzy Pełne koło NA sfera niebieska przez 25 770 lat, czyli przez prawie 258 wieków. Obecnie znajduje się około 46 minut łuku od Polaris. W 2103 roku zbliży się do gwiazdy przewodniej na minimalną odległość 27 minut łuku, a następnie poruszając się w kierunku konstelacji Cefeusza, będzie powoli się od niej oddalać.
Przez długi czas biegun północnyświat nie będzie „naznaczony” przez jedną jasną gwiazdę, a tylko około 7500 lata miną w odległości 2 stopni od Alpha Cephei - drugiej gwiazdy ogrom, rywalizujący z Polarem pod względem jasności. Około roku 13 600 planeta będzie światłem przewodnim. najjaśniejsza gwiazda niebo północne - Vega. Wreszcie nadejdzie godzina, kiedy w wyniku dalszego ruchu bieguna niebieskiego królewski Syriusz zniknie z nieba północnych szerokości geograficznych, ale widoczny będzie konstelacja Krzyża Południa.
Precesję komplikuje tzw nutacja- lekkie kołysanie osi Ziemi. Podobnie jak precesja, wynika ona z wpływu naszego satelity na równikowe pęcznienie globu. W wyniku dodania tych dwóch ruchów ruch bieguna niebieskiego odbywa się nie tylko po okręgu, ale po lekko falistej krzywiźnie. To czwarty ruch Ziemi.
Nachylenie osi obrotu Ziemi względem płaszczyzny orbity nie pozostaje niezmienione. Nasza planeta, choć bardzo powoli, wciąż „kołysze się”, czyli nachylenie osi Ziemi nieznacznie się zmienia. Obecnie zmniejsza się o około 0,5 sekundy łukowej rocznie. Gdyby ten spadek następował stale, wówczas gdzieś na 177 000 Ziemian miałby doskonałą okazję do życia na planecie z oś prostopadła. Jakie zmiany zaszłyby wówczas w przyrodzie? NA glob przy osi prostopadłej nie byłoby już żadnych zmian pór roku. Jego mieszkańcy mogli cieszyć się wieczną wiosną! Jednak zakres wahań nachylenia osi obrotu Ziemi jest bardzo mały – nie przekracza 2-3 stopni. Obecne „prostowanie” osi Ziemi definitywnie ustanie, po czym jej nachylenie będzie się zwiększać.
Przypomnijmy, że orbita Ziemi jest elipsą. Kształt tej elipsy również podlega powolnym zmianom. Staje się mniej lub bardziej wydłużony. Obecnie mimośród elipsy Ziemi wynosi 0,0167, a za 24 000 orbita Ziemi zamieni się prawie w okrąg. Następnie w ciągu 40 tysięcy lat ekscentryczność zacznie ponownie rosnąć i najwyraźniej będzie to trwało tak długo, jak długo istnieje nasza planeta. To jest trwałe zmiana mimośrodu orbity Ziemi można uznać za szósty ruch Ziemi.
Planety również nie opuszczają Ziemi w spokoju. W zależności od ich masy i odległości wywierają na nią bardzo zauważalny wpływ. Zatem główna oś orbity Ziemi, łącząca najbliższe i najdalsze punkty ścieżki Ziemi od Słońca (peryhelium i aphelium), ze względu na połączoną grawitację planet, powoli się obraca. Cykl ten, trwający 21 tysięcy lat, jest świecka zmiana peryhelium i jest siódmym ruchem Ziemi.
W wyniku zmian orientacji orbity Ziemi powoli zmienia się czas przejścia Ziemi przez peryhelium. A jeśli teraz Ziemia przejdzie przez peryhelium na początku stycznia, to około 11 900 znajdzie się w peryhelium w dni przesilenia letniego: zimy będą wtedy szczególnie mroźne, a letnie upały osiągną najwyższy limit.
Popularne książki o astronomii mówią, że „Księżyc krąży wokół Ziemi”, ale to wyrażenie nie jest do końca dokładne. Faktem jest, że nie tylko Ziemia przyciąga Księżyc, ale także Księżyc przyciąga Ziemię, a oba ciała niebieskie poruszają się razem, jako jedna całość, wokół centrum ogólne masy układu Ziemia-Księżyc. Masa Księżyca jest 81,3 razy mniejsza od masy Ziemi, dlatego też środek ten znajduje się 81,3 razy bliżej środka Ziemi niż środka Księżyca. Średnia odległość między ich ośrodkami wynosi 384 400 km. Korzystając z tych danych, otrzymujemy: środek masy układu Ziemia-Księżyc znajduje się w odległości 4671 km od środka Ziemi w kierunku Księżyca, czyli w odległości 1707 km pod powierzchnią Ziemi (promień równikowy Ziemi wynosi 6378 km). To wokół tego centrum Ziemia i Księżyc opisują swoje orbity w ciągu miesiąca. W rezultacie miesięcznik Ziemia albo zbliża się do Słońca, albo oddala się od niego, co powoduje drobne zmiany pozorna średnica światło dzienne. To ósmy ruch Ziemi.
Ściśle mówiąc, środek masy układu Ziemia-Księżyc porusza się po orbicie okołosłonecznej. Dlatego trajektoria Ziemi powinna wyglądać jak lekko falista linia.
Gdyby tylko jedna Ziemia kręciła się wokół Słońca, wówczas oba ciała niebieskie opisywałyby elipsy wokół wspólnego środka masy układu Słońce-Ziemia. Ale przyciąganie Słońca przez innych duże planety powoduje, że ten środek opisuje bardzo złożoną krzywą. A kiedy wszystkie planety znajdują się po jednej stronie ciała centralnego, przyciągają je szczególnie silnie i wypierają Słońce, powodując, że środek masy całości Układ Słoneczny wykracza poza granice kuli słonecznej. Tak powstaje kolejna, dziewiąta komplikacja w ruchu Ziemi.
Wreszcie nasza Ziemia sama z łatwością reaguje na przyciąganie innych planet Układu Słonecznego. Rzeczywiście, zgodnie z prawem Newtona, wszystkie ciała niebieskie przyciągają się do siebie z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich odległości. Ten wpływ planet nie objawia się w najlepszy możliwy sposób- odchyla Ziemię od jej eliptycznej ścieżki wokół Słońca (od orbity Keplera) i powoduje wszystkie te nieregularności w jej ruch orbitalny które nazywają się zakłócenia Lub perturbacje. Największe zakłócenia na Ziemi powodują masywny olbrzym Jowisz i nasza sąsiadka Wenus. Komplikacja trajektorii ruchu Ziemi pod wpływem grawitacji planet stanowi jej dziesiąty ruch.
Od dawna ustalono, że gwiazdy poruszają się w przestrzeni kosmicznej ogromne prędkości. Nasze Słońce nie jest wyjątkiem. Stosunkowo najbliższe gwiazdy leci w kierunku gwiazdozbioru Herkulesa z prędkością około 20 km/s, unosząc ze sobą wszystkie swoje satelity, w tym Ziemię. Ruch Ziemi w przestrzeni spowodowany przez ruch do przodu Słońce jest jedenastym ruchem naszej planety. Dzięki temu niekończącemu się lotowi na zawsze opuszczamy rejon nieba, w którym świeci Syriusz, i zbliżamy się do nieznanych głębin gwiazd, gdzie Vega jasno błyszczy. Od chwili powstania Ziemia nigdy nie przeleciała przez znane miejsca i nigdy nie wróci do punktu we Wszechświecie, w którym się obecnie znajdujemy.
Przedstawmy kierunek ruchu Słońca w przestrzeni prostą strzałką. Wtedy punkt na niebie, do którego leci, będzie tworzył z biegunem ekliptyki kąt około 40 stopni. Jak widzimy, nasze centralne źródło światła porusza się całkowicie ukośnie (w stosunku do płaszczyzny ekliptyki), a Ziemia niczym jastrząb lub orzeł opisuje wokół siebie gigantyczną spiralę...
Gdybyśmy mogli spojrzeć na naszą galaktyczną „wyspę” gwiezdną z zewnątrz i rozpoznać nasze Słońce wśród 200 miliardów gwiazd, ustalilibyśmy, że porusza się ono wokół centrum Galaktyki z prędkością około 220 km/s i kończy swoją drogę w ciągu około 230 milionów lat. W tym szybkim locie wokół jądra galaktyki wraz ze Słońcem uczestniczy cały Układ Słoneczny, a dla naszej Ziemi jest to dwunasty ruch.
Lot Ziemi wraz ze Słońcem wokół jądra Galaktyki uzupełnia trzynasty ruch naszego całego układ gwiazd względem centrum najbliższej nam gromady galaktyk.
Należy zauważyć, że wymienione trzynaście ruchów Ziemi nie wyczerpuje wszystkich jej możliwych ruchów. Każda rzecz we Wszechświecie ciało niebieskie muszą uczestniczyć w wielu różnych ruchach względnych.
W czasach nowożytnych oś obrotu Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity pod kątem 66,5°. Prowadzi to do zmianę pór roku i nierówność dnia i nocy- najważniejsze konsekwencje obiegu Ziemi wokół Słońca.
Gdyby oś Ziemi była prostopadła do płaszczyzny orbity, dzień zawsze byłby równy nocy, a nagrzewanie powierzchni Ziemi w ciągu roku zmniejszałoby się od równika do biegunów i nie byłoby zmiany pór roku.
Nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny orbity i zachowanie jej orientacji w przestrzeni determinują różne kąty padania promieni słonecznych, a co za tym idzie, różnice w przepływie ciepła do powierzchni ziemi w różnych porach roku, a także nierówna długość dnia i nocy w ciągu roku na wszystkich szerokościach geograficznych z wyjątkiem równika, gdzie dzień i noc trwają zawsze po 12 godzin.
W równonocy 21 marca i 23 września długość dnia i nocy na wszystkich szerokościach geograficznych wynosi 12 godzin. Promienie słoneczne padają pionowo na równik. W dniu przesilenia letniego, 22 czerwca, promienie padają pionowo na północny zwrotnik, którego szerokość geograficzna wynosi 23 0 27 cali. Przez całą dobę oświetlane są nie tylko obszary polarne, ale także przestrzeń poza nimi aż do szerokość geograficzna 66°33" (koło podbiegunowe). Na półkuli południowej w tym czasie oświetlona jest tylko jej część leżąca między równikiem a południowym kołem podbiegunowym (66°33"). Za nią znajduje się 22 czerwca powierzchnia ziemi nieoświetlony.
Podczas przesilenia zimowego, 22 grudnia, wszystko dzieje się na odwrót. Promienie słońca padają już pionowo w południowych tropikach. Obszary oświetlone na półkuli południowej znajdują się nie tylko pomiędzy równikiem a zwrotnikami, ale także wokół bieguna południowego. Sytuacja ta trwa aż do 21 marca, kiedy nadchodzi równonoc wiosenna. Coroczny ruch Ziemi wokół Słońca przy stałym nachyleniu osi obrotu prowadzi do regularnej zmiany pór roku.
Pasy białych letnich nocy i krótkie zimowe dni(58-66,5° N i S) istnieją przez krótki okres czasu. Wraz ze zbliżaniem się przesilenia letniego rozpoczyna się czas białych nocy, a zimą - zmierzchowych dni. Pojawienie się białych nocy wiąże się z załamaniem promieni atmosfera ziemska, w wyniku czego oprawy wydają się znajdować wyżej niż ich rzeczywista pozycja nad horyzontem.
Implikacje geograficzne codzienna rotacja Ziemia
Obrót Ziemi wokół własnej osi- Inny ważna własność jaką posiada nasza planeta. Patrząc z bieguna północnego, Ziemia obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara lub, jak się powszechnie uważa, z zachodu na wschód. Kąt obrotu jest taki sam na wszystkich szerokościach geograficznych. W ciągu godziny każdy punkt na powierzchni Ziemi przesuwa się o 15° od swojego pierwotnego położenia. Ale w tym samym czasie prędkość liniowa jest odwrotnie proporcjonalna do szerokości geograficznej. Na równiku wynosi ona 464 m/s, a na 65° szerokości geograficznej zaledwie 195 m/s. Z osiowym obrotem Ziemi wiąże się kilka konsekwencji geograficznych. Pierwsza konsekwencja wiąże się z zaciśnięciem sferoidy Ziemi. Drugą konsekwencją jest zmiana dnia i nocy. Trzecim, najbardziej znaczącym znaczeniem obrotu Ziemi jest powstawanie siły obrotowej, zwanej siłą Coriolisa (w prawo na półkuli północnej, w lewo na południu). Na równiku siła Coriolisa wynosi zero. Pod wpływem siły odchylającej obrót Ziemi wiatry w umiarkowanych szerokościach geograficznych obu półkul przyjmują przeważnie kierunek zachodni, a na szerokościach tropikalnych - wschodni (pasat). Podobny przejaw siły Coriolisa można zaobserwować w kierunku ruchu wód oceanicznych. Jednakże prądy morskie pod wpływem siły Coriolisa przesuwają się one z kierunku przeważających wiatrów pod kątem 30-35° w prawo lub w lewo, w zależności od półkuli. Pasaty powodują przesunięcie przepływu na północ i południe od równika. Aby zrekompensować odpływ, wznoszą się tutaj zimne, głębokie wody. Dlatego temperatura powierzchni wody na równiku jest o 2-3°C niższa niż w sąsiednich obszarach tropikalnych. Powolny wzrost poziomu głębokiej wody do górnych warstw oceanu nazywany jest upwellingiem, a opadanie – downwellingiem.
Oprócz upwellingu równikowego w pobliżu linii brzegowej zbiorników wodnych następuje podnoszenie się lub opadanie poziomu wody
Siła Coriolisa może wyjaśnić, dlaczego prawe brzegi rzek na półkuli północnej są bardziej strome niż lewe i odwrotnie na półkuli południowej.
W życiu codziennym podawanie średniego czasu słonecznego jest inne, gdyż jest on inny dla każdego południka, czas lokalny. Dlatego na Międzynarodowym Kongresie Astronomicznym w 1884 roku przyjęto czas strefowy. Za czas standardowy Akceptowany jest czas lokalny środkowego południka każdej strefy. Przyjmuje się, że czas południka pierwszego (Greenwich) wynosi: czas uniwersalny. Pasy liczone są na wschodzie. W dwóch sąsiednich strefach czas standardowy różni się dokładnie o 1 godzinę.
W naszym kraju czas standardowy wprowadzono 1 lipca 1919 roku. Rosja położona jest w dziesięciu strefach czasowych: od drugiej do jedenastej. Aby jednak bardziej racjonalnie wykorzystać światło dzienne w okresie letnim w naszym kraju, w 1930 roku specjalnym dekretem przesunięto zegary o 1 godzinę do przodu – wprowadzono czas macierzyński.
Od 1981 roku, w okresie od kwietnia do października, czas letni poprzez przesunięcie czasu o kolejną godzinę do przodu w stosunku do urlopu macierzyńskiego. Zatem w Moskwie czas letni faktycznie odpowiada czasowi lokalnemu na południku 60°E. d. Nazywa się czas letni w drugiej strefie czasowej Moskwa.
W przybliżeniu wzdłuż południka 180°, przeprowadzono w 1884 r Międzynarodowa linia zmiany daty. Jest to umowna linia, po obu stronach której godziny i minuty pokrywają się, a daty kalendarzowe różnią się o jeden dzień.
Okres płynnego przejścia od światła dziennego do ciemności nocnej i z powrotem nazywa się suwedług standardów. Są oparte zjawisko optyczne, obserwowany w atmosferze przed wschodem i po zachodzie słońca, gdy znajduje się jeszcze poniżej horyzontu, ale oświetla niebo, od którego odbija się światło. Czas trwania zmierzchu zależy od pory roku i szerokości geograficznej miejsca obserwacji; na równiku zmierzch jest krótki i wydłuża się wraz z szerokością geograficzną. Istnieją trzy okresy zmierzchu. Zmierzch cywilny obserwowane, gdy środek Słońca schodzi poniżej horyzontu płytko (pod kątem do 6°) i na krótki czas. To jest rzeczywiście Białe noce, kiedy wieczorny świt spotyka się z porannym świtem. Latem obserwuje się je na szerokościach geograficznych 60° i większych. Zmierzch nawigacyjny zaobserwowano, gdy środek dysk słoneczny schodzi poniżej horyzontu o 6-12°. W tym przypadku widoczna jest linia horyzontu, a ze statku można określić kąt gwiazd nad nią. I na koniec aster zmierzch onomiczny obserwowane, gdy środek dysku słonecznego zanurza się pod horyzontem o 12-18°.
W astronomii orbita Ziemi to ruch Ziemi wokół Słońca na średniej odległości 149 597 870 km. Ziemia całkowicie okrąża Słońce co 365,2563666 dni (1 rok gwiazdowy). W tym ruchu Słońce porusza się względem gwiazd o 1° dziennie (lub o średnicę Słońca lub Księżyca co 12 godzin) na wschód, patrząc z Ziemi. Pełny obrót wokół własnej osi zajmuje Ziemi 24 godziny, po czym Słońce powraca do swojego południka. Prędkość orbitalna Ruch Ziemi wokół Słońca wynosi średnio 30 km na sekundę (108 000 km na godzinę), czyli wystarczająco szybko, aby pokryć średnicę Ziemi (około 12 700 km) w 7 minut lub odległość do Księżyca (384 000 km) w 4 godziny .
Badając północne bieguny Słońca i Ziemi, odkryto, że Ziemia obraca się względem Słońca w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Ponadto Słońce i Ziemia obracają się wokół swoich osi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Orbita Ziemi, krążąc wokół Słońca, pokonuje w ciągu roku odległość około 940 milionów km.
Historia badania
Heliocentryzm to teoria mówiąca, że Słońce znajduje się w centrum Układu Słonecznego. Historycznie rzecz biorąc, heliocentryzm jest sprzeczny z geocentryzmem, który stwierdza, że Ziemia znajduje się w centrum Układu Słonecznego. W XVI wieku wprowadził Mikołaj Kopernik Praca na pełen etat o heliocentrycznym modelu wszechświata, który pod wieloma względami był podobny do geocentrycznego modelu Ptolemeusza Almagesta, prezentowanego w II wieku. Ta rewolucja kopernikańska to twierdziła ruch wsteczny planety tylko tak się wydawało i nie było to oczywiste.
Wpływ na Ziemię
Ze względu na nachylenie osi Ziemi (znane również jako nachylenie ekliptyki) nachylenie ścieżki Słońca na niebie (widoczne na powierzchni Ziemi) zmienia się w ciągu roku. Podczas obserwacji północna szerokość geograficzna Kiedy Biegun Północny jest nachylony w stronę Słońca, widać, że dni stają się dłuższe, a Słońce wschodzi wyżej. Sytuacja ta powoduje wzrost średnich temperatur wraz ze wzrostem ilości światła słonecznego docierającego do powierzchni. Kiedy biegun północny oddala się od słońca, temperatury zazwyczaj stają się chłodniejsze. W skrajnych przypadkach, gdy promienie słoneczne nie docierają na północ Koło podbiegunowe, w pewnym okresie dnia nie ma w ogóle światła (zjawisko to nazywa się nocą polarną). Takie zmiany klimatu (ze względu na kierunek nachylenia osi Ziemi) zachodzą w zależności od pór roku.
Wydarzenia na orbicie
Według jednej z konwencji astronomicznych cztery pory roku wyznaczane są przez przesilenie, punkt orbity z maksymalnym nachyleniem osi w kierunku Słońca lub od niego oraz równonoc, podczas której kierunek nachylenia i kierunek Słońca są prostopadłe do siebie. Inny. Na półkuli północnej przesilenie zimowe przypada 21 grudnia, a przesilenie letnie 21 lipca. równonoc wiosenna– 20 marca i równonoc jesienna 23 września. Nachylenie osi na półkuli południowej jest całkowicie przeciwne do jej kierunku na półkuli północnej. Dlatego pory roku na południu są odwrotne do pór roku na północy.
W czasach nowożytnych Ziemia przechodzi przez peryhelium 3 stycznia, a przez aphelium 4 lipca (inne epoki można znaleźć w artykule cykle precesji i Milankovitcha). Zmiana kierunku Ziemi i Słońca prowadzi do wzrostu energia słoneczna o 6,9%, co dociera do Ziemi w peryhelium względem aphelium. Ponieważ półkula południowa nachyla się w stronę Słońca mniej więcej w tym samym czasie, gdy Ziemia osiąga swój najbliższy punkt od Słońca, w ciągu roku półkula południowa otrzymuje nieco więcej energii słonecznej niż Półkula północna. Jednak efekt ten jest mniej znaczący niż ogólna zmiana energia wynikająca z nachylenia osi: większość otrzymanej energii jest pochłaniana przez wody półkuli południowej.
Sfera Hill (grawitacyjna strefa wpływu) Ziemi ma promień 1 500 000 kilometrów. Jest to maksymalna odległość, w której wpływ grawitacyjny Ziemia jest silniejsza niż siła bardziej odległych planet i Słońca. Obiekty krążące wokół Ziemi muszą mieścić się w tym promieniu, w przeciwnym razie mogą zostać rozwiązane w wyniku zaburzeń grawitacyjnych Słońca.
Poniższy diagram przedstawia związek między linią przesilenia a linią asp na eliptycznej orbicie Ziemi. Elipsa orbity (ekscentryczność została wyolbrzymiona dla efektu) jest pokazana na sześciu obrazach Ziemi w peryhelium (perycentrum - najbliższy punkt Słońca) od 2 do 5 stycznia: marcowa równonoc od 20 do 21 marca, punkt przesilenia czerwcowego można tu również zobaczyć od 20 do 21 czerwca, aphelium (apocenter - najdalszy punkt od Słońca) od 4 do 7 lipca, równonoc wrześniowa od 22 do 23 września i przesilenie grudniowe od 21 do 22 grudnia. Należy zauważyć, że diagram przedstawia przesadny kształt orbity Ziemi. W rzeczywistości droga orbity Ziemi nie jest tak ekscentryczna, jak pokazano na schemacie.
Nasza planeta jest w środku ciągły ruch. Razem ze Słońcem porusza się w przestrzeni wokół centrum Galaktyki. A ona z kolei porusza się we Wszechświecie. Ale najwyższa wartość dla wszystkich żywych istot obrót Ziemi wokół Słońca odgrywa rolę własną oś. Bez tego ruchu warunki na planecie nie byłyby odpowiednie do podtrzymywania życia.
Układ Słoneczny
Według naukowców Ziemia jako planeta Układu Słonecznego powstała ponad 4,5 miliarda lat temu. W tym czasie odległość od oprawy praktycznie się nie zmieniła. Prędkość ruchu planety i siła grawitacji Słońca równoważyły jej orbitę. Nie jest idealnie okrągły, ale jest stabilny. Gdyby grawitacja gwiazdy była większa lub prędkość Ziemi zauważalnie spadła, wówczas spadłaby na Słońce. W W przeciwnym razie prędzej czy później poleci w przestrzeń kosmiczną, przestając być częścią systemu.
Odległość Słońca od Ziemi pozwala na utrzymanie optymalnej temperatury na jej powierzchni. Ważną rolę odgrywa tu także atmosfera. Gdy Ziemia obraca się wokół Słońca, zmieniają się pory roku. Natura przystosowała się do takich cykli. Ale gdyby nasza planeta była odległa dłuższy dystans, wtedy temperatura na nim stanie się ujemna. Gdyby było bliżej, cała woda wyparowałaby, ponieważ termometr przekroczyłby temperaturę wrzenia.
Tor planety wokół gwiazdy nazywa się orbitą. Trajektoria tego lotu nie jest idealnie okrągła. Ma elipsę. Maksymalna różnica wynosi 5 milionów km. Najbliższy punkt orbity od Słońca znajduje się w odległości 147 km. Nazywa się to peryhelium. Jego ziemia przechodzi w styczniu. W lipcu planeta znajduje się w maksymalnej odległości od gwiazdy. Największa odległość to 152 miliony km. Ten punkt nazywa się aphelium.
Obrót Ziemi wokół własnej osi i Słońca zapewnia odpowiednią zmianę wzorców dobowych i okresów rocznych.
Dla ludzi ruch planety wokół środka układu jest niezauważalny. Dzieje się tak dlatego, że masa Ziemi jest ogromna. Niemniej jednak w każdej sekundzie w przestrzeni kosmicznej przelatujemy około 30 km. Wydaje się to nierealne, ale takie są obliczenia. Średnio uważa się, że Ziemia znajduje się w odległości około 150 milionów km od Słońca. Dokonuje pełnego obrotu wokół gwiazdy w ciągu 365 dni. Odległość pokonywana rocznie to prawie miliard kilometrów.
Dokładna odległość, jaką nasza planeta pokonuje w ciągu roku, poruszając się wokół gwiazdy, wynosi 942 miliony km. Razem z nią poruszamy się w przestrzeni po eliptycznej orbicie z prędkością 107 000 km/h. Kierunek obrotu jest z zachodu na wschód, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
Planeta nie dokonuje pełnego obrotu w dokładnie 365 dni, jak się powszechnie uważa. W tym przypadku mija jeszcze około sześciu godzin. Ale dla wygody chronologii czas ten jest brany pod uwagę łącznie przez 4 lata. W rezultacie jeden dodatkowy dzień „kumuluje się”; jest dodawany w lutym. Ten rok jest uważany za rok przestępny.
Prędkość obrotu Ziemi wokół Słońca nie jest stała. Ma odchylenia od wartości średniej. Dzieje się tak za sprawą eliptycznej orbity. Różnica pomiędzy wartościami jest najbardziej wyraźna w punktach peryhelium i aphelium i wynosi 1 km/s. Zmiany te są niewidoczne, ponieważ my i wszystkie otaczające nas obiekty poruszamy się w tym samym układzie współrzędnych.
Zmiana pór roku
Obrót Ziemi wokół Słońca i nachylenie osi planety umożliwiają występowanie pór roku. Jest to mniej zauważalne na równiku. Jednak bliżej biegunów cykliczność roczna jest bardziej wyraźna. Półkule północna i południowa planety są nierównomiernie ogrzewane energią Słońca.
Poruszając się wokół gwiazdy, mijają cztery konwencjonalne punkty orbitalne. Jednocześnie na przemian dwa razy w ciągu sześciomiesięcznego cyklu znajdują się dalej lub bliżej niego (w grudniu i czerwcu - dni przesileń). Odpowiednio, w miejscu, w którym powierzchnia planety nagrzewa się lepiej, tam jest temperatura środowisko wyższy. Okres na takim terytorium nazywa się zwykle latem. Na drugiej półkuli jest o tej porze zauważalnie chłodniej – panuje tam zima.
Po trzech miesiącach takiego ruchu z częstotliwością sześciu miesięcy oś planet ustawia się w taki sposób, że obie półkule znajdują się w te same warunki do ogrzewania. O tej porze (w marcu i wrześniu - dni równonocy) warunki temperaturowe w przybliżeniu równa. Następnie, w zależności od półkuli, rozpoczyna się jesień i wiosna.
Oś Ziemi
Nasza planeta jest obracającą się kulą. Jego ruch odbywa się wokół konwencjonalnej osi i odbywa się na zasadzie blatu. Opierając podstawę na samolocie w stanie nieskręconym, utrzyma równowagę. Gdy prędkość obrotowa słabnie, góra opada.
Ziemia nie ma wsparcia. Na planetę wpływają siły grawitacyjne Słońca, Księżyca i innych obiektów układu i Wszechświata. Mimo to utrzymuje stałą pozycję w przestrzeni. Prędkość jego obrotu uzyskana podczas formowania rdzenia jest wystarczająca do utrzymania względnej równowagi.
Oś Ziemi nie przechodzi prostopadle przez kulę planety. Jest nachylony pod kątem 66°33'. Obrót Ziemi wokół własnej osi i Słońca umożliwia zmianę pór roku. Planeta „upadłaby” w kosmos, gdyby nie miała ścisłej orientacji. Nie byłoby mowy o jakiejkolwiek stałości warunków środowiskowych i procesów życiowych na jej powierzchni.
Osiowy obrót Ziemi
Obrót Ziemi wokół Słońca (jeden obrót) następuje przez cały rok. W ciągu dnia następuje naprzemiennie dzień i noc. Jeśli spojrzysz na biegun północny Ziemi z kosmosu, zobaczysz, jak obraca się on w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Pełny obrót wykonuje w ciągu około 24 godzin. Okres ten nazywany jest dniem.
Prędkość obrotu określa prędkość dnia i nocy. W ciągu godziny planeta obraca się o około 15 stopni. Prędkość obrotowa w różne punkty jego powierzchnia jest inna. Wynika to z faktu, że ma kulisty kształt. Na równiku prędkość liniowa wynosi 1669 km/h, czyli 464 m/s. Bliżej biegunów liczba ta maleje. Na trzydziestej szerokości geograficznej prędkość liniowa będzie już wynosić 1445 km/h (400 m/s).
Ze względu na obrót osiowy planeta ma nieco ściśnięty kształt na biegunach. Ponadto ruch ten „zmusza” poruszające się obiekty do odchylenia się (w tym powietrza i powietrza). woda płynie) od pierwotnego kierunku (siła Coriolisa). Inną ważną konsekwencją tej rotacji są przypływy i odpływy.
zmiana nocy i dnia
Obiekt kulisty jest w pewnym momencie oświetlony tylko w połowie przez pojedyncze źródło światła. W stosunku do naszej planety w jednej jej części będzie w tym momencie światło dzienne. Nieoświetlona część będzie zasłonięta przed Słońcem – panuje tam noc. Obrót osiowy umożliwia zastąpienie tych okresów.
Oprócz reżimu świetlnego zmieniają się warunki ogrzewania powierzchni planety energią światła. Ta cykliczność ma ważny. Szybkość zmiany reżimów świetlnych i termicznych odbywa się stosunkowo szybko. W ciągu 24 godzin powierzchnia nie ma czasu ani na nadmierne nagrzanie, ani na ochłodzenie poniżej optymalnego poziomu.
Obrót Ziemi wokół Słońca i jej oś ze względną stała prędkość ma decydujące znaczenie dla świata zwierząt. Bez stałej orbity planeta nie pozostałaby w optymalnej strefie grzewczej. Bez rotacji osiowej dzień i noc trwałyby sześć miesięcy. Ani jedno, ani drugie nie przyczyniłoby się do powstania i zachowania życia.
Nierówny obrót
W całej swojej historii ludzkość przyzwyczaiła się do faktu, że zmiana dnia i nocy następuje stale. Służyło to jako swego rodzaju standard czasu i symbol jednolitości procesów życiowych. Na okres obrotu Ziemi wokół Słońca w pewnym stopniu wpływa elipsa orbity i inne planety układu.
Kolejną cechą jest zmiana długości dnia. Obrót osiowy Ziemi zachodzi nierównomiernie. Jest kilka głównych powodów. Mają znaczenie wahania sezonowe, związane z dynamiką atmosfery i rozkładem opadów. Oprócz, fala pływowa, skierowany przeciwko ruchowi planety, stale go spowalnia. Liczba ta jest znikoma (dla 40 tysięcy lat na 1 sekundę). Ale w ciągu 1 miliarda lat pod wpływem tego długość dnia wzrosła o 7 godzin (z 17 do 24).
Badane są konsekwencje obrotu Ziemi wokół Słońca i jego osi. Studia te mają duże walory praktyczne i znaczenie naukowe. Służą nie tylko do dokładnego określania współrzędnych gwiazd, ale także do identyfikowania wzorców, które mogą wpływać na procesy życiowe człowieka Zjawiska naturalne w hydrometeorologii i innych dziedzinach.