Naša planéta je neustále v pohybe:
- rotácia okolo vlastnej osi, pohyb okolo Slnka;
- rotácia spolu so Slnkom okolo stredu našej galaxie;
- pohybu vzhľadom k stredu Miestnej skupiny galaxií a iné.
Pohyb Zeme okolo vlastnej osi
Rotácia Zeme okolo svojej osi(obr. 1). Pre zemskú os je zachytená imaginárna čiara, okolo ktorej sa otáča. Táto os je od kolmice k rovine ekliptiky odklonená o 23°27". Zemská os sa pretína so zemským povrchom v dvoch bodoch - póloch - severnom a južnom. Pri pohľade zo severného pólu dochádza k rotácii Zeme proti smeru hodinových ručičiek alebo, ako sa bežne verí, zo západu na východ. Planéta sa úplne otočí okolo svojej osi za jeden deň.
Ryža. 1. Rotácia Zeme okolo svojej osi
Deň je jednotka času. Oddelené hviezdne a slnečné dni.
hviezdny deň je množstvo času, za ktorý sa Zem otáča okolo svojej osi vzhľadom na hviezdy. Sú rovné 23 hodinám 56 minútam 4 sekundám.
slnečný deň je množstvo času, za ktorý sa Zem otáča okolo svojej osi vzhľadom na Slnko.
Uhol rotácie našej planéty okolo svojej osi je rovnaký vo všetkých zemepisných šírkach. Za hodinu sa každý bod na povrchu Zeme posunie o 15° od svojej pôvodnej polohy. Zároveň je však rýchlosť pohybu nepriamo úmerná geografickej šírke: na rovníku je to 464 m / s a pri zemepisnej šírke 65 ° - iba 195 m / s.
Rotáciu Zeme okolo svojej osi v roku 1851 dokázal vo svojom experimente J. Foucault. V Paríži v Panteóne bolo pod kupolou zavesené kyvadlo a pod ním kruh s rozdeleniami. Pri každom ďalšom pohybe sa ukázalo, že kyvadlo je na nových deleniach. To sa môže stať iba vtedy, ak sa povrch Zeme pod kyvadlom otáča. Poloha roviny výkyvu kyvadla na rovníku sa nemení, pretože rovina sa zhoduje s poludníkom. Osová rotácia Zeme má dôležité geografické dôsledky.
Keď sa Zem otáča, vzniká odstredivá sila, ktorá hrá dôležitá úloha pri formovaní tvaru planéty a znižuje gravitačnú silu.
Ďalším z najdôležitejších dôsledkov axiálneho otáčania je vytvorenie otočnej sily - Coriolisove sily. V 19. storočí prvýkrát ho vypočítal francúzsky vedec v oblasti mechaniky G. Coriolis (1792-1843). Toto je jedna zo zotrvačných síl zavedených na zohľadnenie vplyvu rotácie pohyblivej referenčnej sústavy na relatívny pohyb hmotného bodu. Jeho účinok možno stručne vyjadriť takto: každé pohybujúce sa teleso na severnej pologuli sa odchyľuje doprava a na južnej doľava. Na rovníku je Coriolisova sila nulová (obr. 3).
Ryža. 3. Pôsobenie Coriolisovej sily
Pôsobenie Coriolisovej sily sa rozširuje na mnohé javy geografického obalu. Jeho vychyľovací efekt je badateľný najmä v smere pohybu vzdušných hmôt. Pod vplyvom vychyľovacej sily rotácie Zeme vetry miernych zemepisných šírok oboch pologúľ naberajú prevažne západný smer av tropických šírkach - východ. Podobný prejav Coriolisovej sily nachádzame v smere pohybu oceánskych vôd. S touto silou je spojená aj asymetria riečnych údolí (pravý breh je zvyčajne vysoký na severnej pologuli, na južnej - ľavý).
Rotácia Zeme okolo svojej osi tiež vedie k pohybu slnečného svetla pozdĺž zemského povrchu z východu na západ, teda k zmene dňa a noci.
Zmena dňa a noci vytvára denný rytmus v živej i neživej prírode. Denný rytmus úzko súvisí so svetelnými a teplotnými podmienkami. Známy je denný chod teplôt, denné a nočné prievany a pod.. Denné rytmy sa vyskytujú aj vo voľnej prírode - fotosyntéza je možná len cez deň, väčšina rastlín otvára kvety v r. rôzne hodinky; Niektoré zvieratá sú aktívne cez deň, iné v noci. Aj ľudský život prebieha v každodennom rytme.
Ďalším dôsledkom rotácie Zeme okolo svojej osi je časový rozdiel v rôzne body naša planéta.
Od roku 1884 bol prijatý zónový časový účet, to znamená, že celý povrch Zeme bol rozdelený do 24 časových pásiem po 15 °. Za štandardný čas vezmite miestny čas stredného poludníka každej zóny. Susedné časové pásma sa líšia o jednu hodinu. Hranice pásov sú zakreslené s prihliadnutím na politické, administratívne a ekonomické hranice.
Nultý pás je Greenwich (pod názvom Greenwich Observatory pri Londýne), ktorý prebieha po oboch stranách nultého poludníka. Zohľadňuje sa čas nultého alebo počiatočného poludníka Svetový čas.
Meridian 180° akceptovaný ako medzinárodný čiara merania dátumu- podmienená čiara na povrchu glóbus, na oboch stranách sa hodiny a minúty zhodujú a kalendárne dátumy sa líšia o jeden deň.
Pre viac racionálne využitie letné denné svetlo v roku 1930 u nás bolo zavedené materská doba, pred zónou o jednu hodinu. Za týmto účelom sa ručičky hodín posunuli o jednu hodinu dopredu. V tomto ohľade Moskva, ktorá sa nachádza v druhom časovom pásme, žije podľa času tretieho časového pásma.
Od roku 1981, medzi aprílom a októbrom, sa čas posunul o hodinu dopredu. Tento tzv letný čas. Zavádza sa na úsporu energie. V lete je Moskva o dve hodiny pred štandardným časom.
Časové pásmo, v ktorom sa Moskva nachádza, je Moskva.
Pohyb Zeme okolo Slnka
Zem sa otáča okolo svojej osi a súčasne sa pohybuje okolo Slnka a obehne kruh za 365 dní 5 hodín 48 minút 46 sekúnd. Toto obdobie je tzv astronomický rok. Pre pohodlie sa predpokladá, že rok má 365 dní a každé štyri roky, keď sa „nahromadí“ 24 hodín zo šiestich hodín, nie je v roku 365, ale 366 dní. Tento rok je tzv priestupný rok, a k februáru sa pridáva jeden deň.
Dráha vo vesmíre, po ktorej sa Zem pohybuje okolo Slnka, sa nazýva obežná dráha(obr. 4). Obežná dráha Zeme je elipsovitá, takže vzdialenosť od Zeme k Slnku nie je konštantná. Keď je zem v perihélium(z gréčtiny. peri- blízko, okolo a helios- Slnko) - najbližší bod obežnej dráhy k Slnku - 3. januára je vzdialenosť 147 miliónov km. V tomto období je na severnej pologuli zima. Najvzdialenejšia vzdialenosť od Slnka v aphelion(z gréčtiny. aro- preč od a helios- Slnko) - najväčšia vzdialenosť od Slnka - 5. júla. Je to rovných 152 miliónov km. V tomto čase je na severnej pologuli leto.
Ryža. 4. Pohyb Zeme okolo Slnka
Ročný pohyb Zeme okolo Slnka pozorujeme priebežnou zmenou polohy Slnka na oblohe – mení sa poludňajšia výška Slnka a poloha jeho východu a západu, trvanie svetlých a tmavých častí Slnka. deň sa mení.
Pri pohybe po obežnej dráhe sa smer zemskej osi nemení, vždy smeruje k Polárke.
V dôsledku zmeny vzdialenosti od Zeme k Slnku, ako aj v dôsledku sklonu zemskej osi k rovine jej pohybu okolo Slnka je na Zemi pozorované nerovnomerné rozloženie slnečného žiarenia v priebehu roka. . Takto sa menia ročné obdobia, čo je typické pre všetky planéty, ktoré majú sklon osi rotácie k rovine svojej obežnej dráhy. (ekliptika) odlišný od 90°. Obežná rýchlosť planéty na severnej pologuli je vyššia v zime a nižšia v lete. Preto zimný polrok trvá 179 a letný polrok - 186 dní.
V dôsledku pohybu Zeme okolo Slnka a sklonu zemskej osi k rovine jej obežnej dráhy o 66,5 ° sa na našej planéte pozoruje nielen zmena ročných období, ale aj zmena dĺžky dňa. a noc.
Rotácia Zeme okolo Slnka a zmena ročných období na Zemi sú znázornené na obr. 81 (rovnodennosti a slnovraty podľa ročných období na severnej pologuli).
Len dvakrát do roka – v dňoch rovnodennosti je dĺžka dňa a noci na celej Zemi takmer rovnaká.
Rovnodennosť- okamih, v ktorom stred Slnka pri svojom zdanlivom ročnom pohybe po ekliptike prekročí nebeský rovník. Existujú jarné a jesenné rovnodennosti.
Sklon zemskej osi okolo Slnka v rovnodennosti 20. – 21. marca a 22. – 23. septembra je neutrálny vzhľadom na Slnko a časti planéty, ktoré sú k nemu privrátené, sú rovnomerne osvetlené od pólu k pólu (obr. 5). Slnečné lúče dopadajú vertikálne na rovník.
Najdlhší deň a najviac krátka noc pozorované za deň letný slnovrat.
Ryža. 5. Osvetlenie Zeme Slnkom v dňoch rovnodennosti
Slnovrat- okamih prechodu stredom Slnka bodov ekliptiky, najvzdialenejších od rovníka (body slnovratu). Sú letné a zimné slnovraty.
V deň letného slnovratu 21. – 22. júna Zem zaujme polohu, v ktorej je severný koniec svojej osi naklonený k Slnku. A lúče dopadajú vertikálne nie na rovník, ale na severný obratník, ktorého zemepisná šírka je 23 ° 27 „Celý deň a noc sú osvetlené nielen polárne oblasti, ale aj priestor za nimi až po 66 ° 33“ ( Polarný kruh). Na južnej pologuli je v tomto čase osvetlená iba jej časť, ktorá leží medzi rovníkom a južným polárnym kruhom (66 ° 33 "), mimo nej v tento deň nie je zemský povrch osvetlený.
V deň zimného slnovratu 21. – 22. decembra sa všetko deje naopak (obr. 6). Slnečné lúče už dopadajú na južný obratník. Osvetlené na južnej pologuli sú oblasti, ktoré ležia nielen medzi rovníkom a obratníkom, ale aj okolo južného pólu. Táto situácia trvá až do jarnej rovnodennosti.
Ryža. 6. Osvetlenie Zeme v deň zimného slnovratu
Na dvoch rovnobežkách Zeme v dňoch slnovratu je Slnko na poludnie priamo nad hlavou pozorovateľa, teda v zenite. Takéto paralely sa nazývajú trópy. Na obratníku severu (23° s. š.) je Slnko v zenite 22. júna, na obratníku juhu (23° j. š.) 22. decembra.
Na rovníku sa deň vždy rovná noci. Uhol dopadu slnečných lúčov na zemský povrch a dĺžka dňa sa tam menia málo, preto nie je vyjadrená zmena ročných období.
polárne kruhy pozoruhodné tým, že sú to hranice oblastí, kde sú polárne dni a noci.
polárny deň- obdobie, keď slnko neklesne pod obzor. Čím ďalej od polárneho kruhu blízko pólu, tým dlhší je polárny deň. Na zemepisnej šírke polárneho kruhu (66,5°) trvá len jeden deň a na póle 189 dní. Na severnej pologuli v zemepisnej šírke polárneho kruhu sa polárny deň pozoruje 22. júna - deň letného slnovratu a na južnej pologuli v zemepisnej šírke južného polárneho kruhu - 22. decembra.
polárna noc trvá od jedného dňa na zemepisnej šírke polárneho kruhu do 176 dní na póloch. Počas polárnej noci sa Slnko neukáže nad obzorom. Na severnej pologuli, v zemepisnej šírke polárneho kruhu, je tento jav pozorovaný 22. decembra.
Nie je možné nevšimnúť si taký nádherný prírodný fenomén, akým sú biele noci. Biele noci- to sú svetlé noci na začiatku leta, keď sa večerné zore zbieha s ranným svitaním a súmrak trvá celú noc. Pozorujeme ich na oboch pologuliach v zemepisných šírkach presahujúcich 60°, keď stred Slnka o polnoci klesne pod horizont najviac o 7°. V Petrohrade (asi 60° s. š.) trvajú biele noci od 11. júna do 2. júla, v Archangeľsku (64° s. š.) od 13. mája do 30. júla.
Sezónny rytmus v súvislosti s každoročným pohybom ovplyvňuje predovšetkým osvetlenie zemského povrchu. V závislosti od zmeny výšky Slnka nad obzorom na Zemi je ich päť osvetľovacie pásy. Horúci pás leží medzi severným a južným obratníkom (obratník Raka a obratník Kozorožca), zaberá 40 % zemského povrchu a líši sa najväčší počet teplo prichádzajúce zo slnka. Medzi obratníkmi a polárnymi kruhmi na južnej a severnej pologuli sú mierne zóny osvetlenia. Už tu sú vyjadrené ročné obdobia: čím ďalej od trópov, tým je leto kratšie a chladnejšie, tým dlhšie a chladnejšia zima. Polárne pásy na severnej a južnej pologuli sú ohraničené polárnymi kruhmi. Tu je výška Slnka nad obzorom počas roka nízka, takže množstvo slnečného tepla je minimálne. Pre polárne zóny sú charakteristické polárne dni a noci.
V závislosti od ročného pohybu Zeme okolo Slnka nie sú len zmeny ročných období a s tým spojené nerovnomerné osvetlenie zemského povrchu naprieč zemepisnými šírkami, ale aj významná časť procesov v r. geografická obálka: sezónne zmeny počasia, režim riek a jazier, rytmus v živote rastlín a živočíchov, druhy a termíny poľnohospodárskych prác.
Kalendár.Kalendár- systém na počítanie dlhých časových úsekov. Tento systém je založený na periodických prírodných javoch spojených s pohybom nebeských telies. Kalendár využíva astronomické javy – zmenu ročných období, dňa a noci, zmenu mesačných fáz. Prvý kalendár bol egyptský, vytvorený v 4. storočí. BC e. Od 1. januára 45 zaviedol Július Caesar Juliánsky kalendár, ktorý stále používa ruština Pravoslávna cirkev. Vzhľadom na to, že trvanie juliánskeho roka je dlhšie ako astronomického o 11 minút 14 sekúnd, do 16. storočia. nahromadila sa „chyba“ 10 dní – deň jarnej rovnodennosti neprišiel 21. marca, ale 11. marca. Táto chyba bola napravená v roku 1582 dekrétom pápeža Gregora XIII. Počet dní sa posunul dopredu o 10 dní a deň po 4. októbri bol predpísaný za piatok, nie však za 5., ale za 15. október. Jarná rovnodennosť sa opäť vrátila na 21. marca a kalendár sa stal známym ako gregoriánsky. V Rusku bol zavedený v roku 1918. Má však aj množstvo nedostatkov: nerovnaké trvanie mesiacov (28, 29, 30, 31 dní), nerovnosť štvrťrokov (90, 91, 92 dní), nejednotnosť počtov mesiacov podľa dní v týždni.
Rovnako ako ostatné planéty slnečnej sústavy, aj naša planéta sa pohybuje okolo svojho svietidla. Obežná dráha je daná dráha Zeme. Fenomén paralaktického premiestňovania hviezd a aberácie svetla hviezd je dôkazom pohybu Zeme po jej obežnej dráhe. Čas na úplný pohyb Zeme okolo Slnka je jeden rok.
Slnko sa pohybuje pozdĺž ekliptiky a odráža pohyb Zeme po obežnej dráhe. Keď nebeská sféra prekročí oblasť svojej obežnej dráhy, vytvorí sa veľký kruh nazývaná ekliptika. V uhle 23°27′ sa pretína rovina nebeského rovníka a rovina ekliptiky. V miestach, kde sa pretínajú, sa získavajú body jesennej a jarnej rovnodennosti. Dvakrát do roka je Slnko v týchto bodoch – 23. septembra a 21. marca, kedy sa presúva zo severnej pologule na južnú alebo naopak.
Kruh, ktorý sa štandardne nazýva elipsa, je obežná dráha Zeme, v jednom z ohniskov ktorej je Slnko. Cesta od Slnka k Zemi sa v priebehu roka mení a pohybuje sa od 147 miliónov km v perihéliu po 152 miliónov km v aféliu. Obežná dráha má dĺžku viac ako 930 miliónov km. Barycentrum Zeme sa pohybuje zo západu na východ priemernou rýchlosťou asi 30 km/s a celú vzdialenosť prekoná za 365 dní 6 hodín 9 minút 9 sekúnd. Toto obdobie sa nazýva hviezdny rok.
Časová vzdialenosť medzi dvoma po sebe nasledujúcimi pohybmi Slnka cez jarnú rovnodennosť sa nazýva tropický rok. Takýto rok sa rovná 365 dňom 5 hodinám 48 minútach 46 sekundám, čo je o 20 minút menej ako hviezdny (hviezdny) rok. Tento jav sa nazýva precesia rovnodenností a je spôsobený precesiou.
Dôsledok pohybu Zeme okolo Slnka
Moderný kalendár (gregoriánsky) je prispôsobený trvaniu tropického roka s chybou 1 deň za 2800 rokov. Preto aj po 100-tisíc rokoch bude zima klesať hlavne v zimných mesiacoch a leto v lete!
V súčasnej epoche je os pohybu Zeme umiestnená pod uhlom 66,5 ° k rovine obežnej dráhy a počas celého roka sa pohybuje rovnobežne so sebou vo vesmíre. Dôsledkom toho (pohyb našej planéty na obežnej dráhe okolo Slnka) je zmena ročných období a nerovnosť noci a dňa.
Náklon osi
V dôsledku sklonu zemskej osi k rovine obežnej dráhy a zachovania jej polohy v priestore je rozdielny uhol dopadu lúčov Slnka. To vytvára značné rozdiely v tepelnom toku do zemskej kôry v rôzne obdobia rok, ako aj rôzne dĺžky dňa a noci počas roka vo všetkých zemepisných šírkach, okrem rovníka, kde sa deň rovná noci.
22. júna je os našej planéty nasmerovaná severným koncom k nebeskému telesu. Tento deň sa nazýva letný slnovrat. 22. decembra je zemská os nasmerovaná svojim južným koncom k Slnku. Tento deň sa nazýva zimný slnovrat. 21. marec je dňom jarnej rovnodennosti a 23. september je dňom jesennej rovnodennosti, obe hemisféry majú v týchto dňoch rovnaké osvetlenie.
| · · · · | |
Mnohé črty života, ktoré poznáme z detstva, sú výsledkom procesov v kozmickom meradle. Zmena dňa a noci, ročné obdobia, trvanie obdobia, počas ktorého je Slnko nad obzorom, súvisia s tým, ako a akou rýchlosťou rotuje Zem, so zvláštnosťami jej pohybu vo vesmíre.
pomyselnú čiaru
Os akejkoľvek planéty je špekulatívna konštrukcia vytvorená pre pohodlie pri opise pohybu. Ak mentálne nakreslíte čiaru cez póly, toto bude os Zeme. Rotácia okolo nej je jedným z dvoch hlavných pohybov planéty.
Os netvorí 90º s rovinou ekliptiky (rovina okolo Slnka), ale odchyľuje sa od kolmice o 23º27". Predpokladá sa, že planéta rotuje zo západu na východ, teda proti smeru hodinových ručičiek. pól.
nevyvrátiteľný dôkaz
Kedysi sa verilo, že naša planéta je nehybná a hviezdy upevnené na oblohe sa točia okolo nej. Dosť dlho nikoho v histórii nezaujímalo, ako rýchlo Zem obieha alebo okolo svojej osi, keďže samotné pojmy „os“ a „orbita“ nezapadali do vedecké poznatky tohto obdobia. Experimentálny dôkaz skutočnosti neustáleho pohybu Zeme okolo svojej osi získal v roku 1851 Jean Foucault. Presvedčilo to napokon všetkých, ktorí o tom v predminulom storočí ešte pochybovali.
Experiment sa uskutočnil v kupole, pod ktorou bolo umiestnené kyvadlo a kruh s predelmi. Kyvadlo sa kývalo a pri každom novom pohybe posunulo niekoľko dielikov. To je možné iba vtedy, ak sa planéta otáča.
Rýchlosť
Ako rýchlo sa Zem otáča okolo svojej osi? Je dosť ťažké dať jednoznačnú odpoveď na túto otázku, pretože rýchlosť rôznych geografických bodov nie je rovnaká. Čím bližšie je oblasť k rovníku, tým je vyššia. V regióne Talianska sa napríklad hodnota rýchlosti odhaduje na 1200 km/h. V priemere planéta prekoná 15º za hodinu.
Dĺžka dňa súvisí s rýchlosťou rotácie Zeme. Čas, počas ktorého naša planéta vykoná jednu rotáciu okolo svojej osi, sa určuje dvoma spôsobmi. Na určenie takzvaného hviezdneho alebo hviezdneho dňa sa ako referenčný rámec vyberie akákoľvek hviezda okrem Slnka. Trvajú 23 hodín 56 minút a 4 sekundy. Ak sa za východiskový bod vezme naše svietidlo, potom sa deň nazýva slnečný. Ich priemer je 24 hodín. Trochu sa líši v závislosti od polohy planéty vzhľadom na hviezdu, čo ovplyvňuje rýchlosť rotácie okolo osi a rýchlosť, ktorou Zem obieha.
okolo centra
Druhým najdôležitejším pohybom planéty je jej „krúženie“ po obežnej dráhe. Neustály pohyb po mierne predĺženej trajektórii pociťujú ľudia najčastejšie pri zmene ročných období. Rýchlosť, ktorou sa Zem pohybuje okolo Slnka, sa nám vyjadruje predovšetkým v jednotkách času: jedna otáčka trvá 365 dní 5 hodín 48 minút 46 sekúnd, teda astronomický rok. Presný údaj jasne vysvetľuje, prečo je každé štyri roky vo februári jeden deň navyše. Predstavuje súčet hodín nahromadených počas tohto obdobia, ktoré nie sú zahrnuté do akceptovaných 365 dní v roku.
Vlastnosti trajektórie
Ako už bolo uvedené, rýchlosť, s akou Zem obieha, súvisí s jej charakteristikami. Trajektória pohybu planéty sa líši od ideálnej kružnice, je mierne pretiahnutá. Výsledkom je, že Zem sa k svietidlu buď približuje, alebo sa od neho vzďaľuje. Keď sú planéta a Slnko oddelené minimálnou vzdialenosťou, táto poloha sa nazýva perihélium. Maximálna vzdialenosť zodpovedá aféliu. Prvý pripadá na 3. januára, druhý na 5. júla. A pre každý z týchto bodov je otázka: "Ako rýchlo sa Zem otáča na svojej obežnej dráhe?" - má vlastnú odpoveď. Pre afélium je to 29,27 km/s, pre perihélium je to 30,27 km/s.
Dĺžka dňa
Rýchlosť rotácie Zeme na svojej obežnej dráhe a vo všeobecnosti pohyb planéty okolo Slnka majú množstvo dôsledkov, ktoré určujú mnohé nuansy nášho života. Tieto pohyby ovplyvňujú napríklad dĺžku dňa. Slnko neustále mení svoju polohu na oblohe: body východu a západu slnka sa posúvajú, výška svietidla nad obzorom na poludnie sa trochu líši. V dôsledku toho sa mení dĺžka dňa a noci.
Tieto dve hodnoty sa zhodujú iba pri rovnodennosti, keď stred Slnka pretína nebeský rovník. V tomto prípade sa sklon osi ukáže ako neutrálny vzhľadom na svietidlo a jeho lúče dopadajú vertikálne na rovník. Jarná rovnodennosť pripadá na 20. – 21. marca, jesenná na 22. – 23. septembra.
Slnovrat
Raz za rok dosiahne deň svoje maximum a po šiestich mesiacoch minimum. Tieto dátumy sa nazývajú slnovrat. Leto pripadá na 21. - 22. júna a zima - 21. - 22. decembra. V prvom prípade je naša planéta vo vzťahu k svietidlu umiestnená tak, že severný okraj osi sa pozerá v smere k Slnku. V dôsledku toho lúče dopadajú vertikálne na a osvetľujú celú oblasť za polárnym kruhom. Naopak, na južnej pologuli dopadajú slnečné lúče len do oblasti medzi rovníkom a polárnym kruhom.
Počas zimného slnovratu prebiehajú udalosti presne rovnakým spôsobom, iba hemisféry menia úlohy: južný pól je osvetlený.
Ročné obdobia
Poloha na obežnej dráhe ovplyvňuje nielen rýchlosť, akou sa Zem pohybuje okolo Slnka. V dôsledku zmeny vzdialenosti od hviezdy, ako aj sklonu osi planéty je slnečné žiarenie v priebehu roka rozložené nerovnomerne. A to zase spôsobuje striedanie ročných období. Okrem toho je trvanie zimného a letného polroka odlišné: prvý je 179 dní a druhý - 186. Tento nesúlad je spôsobený rovnakým sklonom osi vzhľadom na rovinu ekliptiky.
Ľahké pásy
Obiehanie Zeme má ešte jeden dôsledok. Ročný pohyb vedie k zmene polohy Slnka nad horizontom, v dôsledku čoho sa na planéte vytvorili osvetľovacie pásy:
Horúce sa nachádzajú na 40 % územia Zeme, medzi južnými a severnými trópmi. Ako už názov napovedá, tu prichádza najviac tepla.
Mierne pásma – medzi polárnym kruhom a trópmi – sa vyznačujú výraznou zmenou ročných období.
Polárne pásy, ktoré sa nachádzajú za polárnym kruhom, sa vyznačujú nízkymi teplotami počas celého roka.
Pohyb planét vo všeobecnosti a najmä rýchlosť, akou Zem obieha, ovplyvňujú aj ďalšie procesy. Medzi nimi sú tok riek, zmena ročných období, určité rytmy života rastlín, zvierat a ľudí. Okrem toho rotácia Zeme v dôsledku vplyvu na svetlo a povrchovú teplotu ovplyvňuje poľnohospodársku prácu.
Dnes sa v škole študuje, aká je rýchlosť rotácie Zeme, aká je jej vzdialenosť od Slnka a ďalšie vlastnosti spojené s pohybom planéty. Ak sa však nad tým zamyslíte, nie sú úplne zrejmé. Keď príde na myseľ takáto myšlienka, chcel by som úprimne poďakovať tým vedcom a výskumníkom, ktorí v mnohých ohľadoch len vďaka svojej neobyčajnej mysli dokázali objaviť zákony kozmického života Zeme, opísať ich a potom dokázať a vysvetliť zvyšku sveta.
Pre pozorovateľa, ktorý sa nachádza na severnej pologuli, napríklad v európskej časti Ruska, Slnko zvyčajne vychádza na východe a vychádza na juh, pričom na poludnie zaujíma najvyššiu polohu na oblohe, potom sa nakloní na západ a schová sa za čiara horizontu. Tento pohyb Slnka je len viditeľný a je spôsobený rotáciou Zeme okolo svojej osi. Ak sa pozriete na Zem zhora v smere k severnému pólu, potom sa bude otáčať proti smeru hodinových ručičiek. Slnko je zároveň na mieste, viditeľnosť jeho pohybu vzniká v dôsledku rotácie Zeme.
Ročná rotácia Zeme
Okolo Slnka sa Zem otáča aj proti smeru hodinových ručičiek: ak sa na planétu pozriete zhora, zo severného pólu. Keďže zemská os je voči rovine rotácie naklonená, pri otáčaní Zeme okolo Slnka ju osvetľuje nerovnomerne. Niektoré oblasti dostávajú viac slnečného svetla, iné menej. Vďaka tomu sa menia ročné obdobia a mení sa dĺžka dňa.
Jarná a jesenná rovnodennosť
Dvakrát do roka, 21. marca a 23. septembra, Slnko rovnomerne osvetlí severnú a južnú pologuľu. Tieto momenty sú známe ako jesenná rovnodennosť. V marci začína jeseň na severnej pologuli, na južnej pologuli. Naopak, v septembri prichádza na severnú pologuľu jeseň a na južnú pologuľu jar.
Letný a zimný slnovrat
Na severnej pologuli 22. júna vychádza Slnko najvyššie nad obzor. Deň má najdlhšie trvanie a noc v tento deň je najkratšia. Zimný slnovrat nastáva 22. decembra – deň trvá najkratšie a noc je najdlhšia. Na južnej pologuli je opak pravdou.
polárna noc
V dôsledku sklonu zemskej osi sú polárne a subpolárne oblasti severnej pologule počas zimných mesiacov bez slnečného žiarenia – Slnko vôbec nevychádza nad obzor. Tento jav je známy ako polárna noc. Podobná polárna noc existuje pre subpolárne oblasti južnej pologule, rozdiel medzi nimi je presne pol roka.
Čo dáva Zemi rotáciu okolo Slnka
Planéty sa nemôžu netočiť okolo svojich svietidiel - inak by boli jednoducho priťahované a vyhorené. Jedinečnosť Zeme spočíva v tom, že sklon jej osi 23,44 stupňa sa ukázal ako optimálny pre vznik všetkej rozmanitosti života na planéte.
Práve vďaka sklonu osi sa menia ročné obdobia, existujú rôzne klimatické pásma, ktoré zabezpečujú rozmanitosť zemskej flóry a fauny. Zmena zahrievania zemského povrchu zabezpečuje pohyb vzdušných hmôt, a tým aj zrážky vo forme dažďa a snehu.
Ako optimálna sa ukázala aj vzdialenosť od Zeme k Slnku 149 600 000 km. Trochu ďalej a voda na Zemi by bola len vo forme ľadu. Bližšie a teplota by už bola príliš vysoká. Samotný vznik života na Zemi a rozmanitosť jeho foriem sa stala možným práve vďaka jedinečnej zhode takého množstva faktorov.
Naša planéta je v neustálom pohybe. Spolu so Slnkom sa pohybuje v priestore okolo stredu Galaxie. A to sa zase pohybuje vo vesmíre. ale najvyššia hodnota pre všetko živé hrá rotácia Zeme okolo Slnka a jej vlastnej osi. Bez tohto pohybu by boli podmienky na planéte nevhodné na udržanie života.
slnečná sústava
Zem ako planéta slnečná sústava Podľa vedcov vznikla pred viac ako 4,5 miliardami rokov. Počas tejto doby sa vzdialenosť od Slnka prakticky nezmenila. Rýchlosť planéty a gravitačná sila Slnka vyrovnávajú jej obežnú dráhu. Nie je dokonale okrúhly, ale stabilný. Ak by sila hviezdy bola silnejšia alebo by sa rýchlosť Zeme výrazne znížila, potom by dopadla na Slnko. Inak by skôr či neskôr letel do vesmíru a prestal by byť súčasťou systému.
Vzdialenosť od Slnka k Zemi umožňuje udržiavať optimálna teplota na jeho povrchu. Dôležitú úlohu v tom zohráva aj atmosféra. Ako sa Zem otáča okolo Slnka, ročné obdobia sa menia. Príroda sa takýmto cyklom prispôsobila. Ak by však bola naša planéta ďalej, teplota na nej by bola záporná. Ak by to bolo bližšie, všetka voda by sa vyparila, keďže teplomer by prekročil bod varu.
Dráha planéty okolo hviezdy sa nazýva orbita. Dráha tohto letu nie je dokonale okrúhla. Má elipsu. Maximálny rozdiel je 5 miliónov km. Najbližší bod obežnej dráhy k Slnku je vo vzdialenosti 147 km. Volá sa to perihélium. Jeho zem prechádza v januári. V júli je planéta v maximálnej vzdialenosti od hviezdy. Najväčšia vzdialenosť je 152 miliónov km. Tento bod sa nazýva aphelion.
Rotácia Zeme okolo svojej osi a Slnka zabezpečuje zmenu denných režimov a ročných období.
Pre človeka je pohyb planéty okolo stredu systému nepostrehnuteľný. Je to preto, že hmotnosť Zeme je obrovská. Každú sekundu však preletíme vesmírom asi 30 km. Zdá sa to nereálne, ale také sú výpočty. V priemere sa verí, že Zem sa nachádza vo vzdialenosti asi 150 miliónov km od Slnka. Urobí jednu úplnú revolúciu okolo hviezdy za 365 dní. Vzdialenosť prejdená za rok je takmer miliarda kilometrov.
Presná vzdialenosť, ktorú naša planéta prejde za rok okolo Slnka, je 942 miliónov km. Spolu s ňou sa vo vesmíre pohybujeme po eliptickej dráhe rýchlosťou 107 000 km/h. Smer otáčania je zo západu na východ, teda proti smeru hodinových ručičiek.
Planéta nedokončí úplnú revolúciu presne za 365 dní, ako sa bežne verí. Stále to trvá asi šesť hodín. Ale pre pohodlie chronológie sa tento čas berie do úvahy celkovo 4 roky. Výsledkom je, že „beží jeden ďalší deň“, ktorý sa pridáva vo februári. Takýto rok sa považuje za priestupný.
Rýchlosť rotácie Zeme okolo Slnka nie je konštantná. Má odchýlky od priemeru. Je to spôsobené eliptickou obežnou dráhou. Rozdiel medzi hodnotami je najvýraznejší v bodoch perihélia a afélia a je 1 km/s. Tieto zmeny sú nepostrehnuteľné, keďže my a všetky objekty okolo nás sa pohybujú v rovnakom súradnicovom systéme.
zmena ročných období
Rotácia Zeme okolo Slnka a sklon osi planéty umožňujú striedanie ročných období. Na rovníku je to menej nápadné. Ale bližšie k pólom je ročná cyklickosť výraznejšia. Severná a južná pologuľa planéty sú ohrievané energiou Slnka nerovnomerne.
Pohybujú sa okolo hviezdy a míňajú štyri podmienené body obežnej dráhy. Zároveň sa dvakrát v priebehu polročného cyklu ukáže, že sú k nemu ďalej alebo bližšie (v decembri a júni - dni slnovratov). V súlade s tým, na mieste, kde sa povrch planéty lepšie zahrieva, tam je teplota životné prostredie vyššie. Obdobie na takomto území sa zvyčajne nazýva leto. Na druhej pologuli je v tomto čase citeľne chladnejšie – je tam zima.
Po troch mesiacoch takéhoto pohybu s frekvenciou šiestich mesiacov je planetárna os umiestnená tak, že obe hemisféry sú v rovnakých podmienkach na zahrievanie. V tomto čase (v marci a septembri - rovnodennosti) teplotné podmienky približne rovnaké. Potom v závislosti od hemisféry prichádza jeseň a jar.
zemská os
Naša planéta je rotujúca guľa. Jeho pohyb sa uskutočňuje okolo podmienenej osi a prebieha podľa princípu vrcholu. Naklonením so základňou v rovine v neskrútenom stave udrží rovnováhu. Keď rýchlosť otáčania slabne, vrchol klesá.
Zem sa nezastaví. Na planétu pôsobia príťažlivé sily Slnka, Mesiaca a iných objektov sústavy a Vesmíru. Napriek tomu si udržiava stálu polohu v priestore. Rýchlosť jeho rotácie, získaná počas tvorby jadra, je dostatočná na udržanie relatívnej rovnováhy.
Zemská os prechádza cez guľu planéty nie je kolmá. Je sklonená pod uhlom 66°33´. Rotácia Zeme okolo svojej osi a Slnka umožňuje meniť ročné obdobia. Planéta by sa vo vesmíre „potácala“, keby nemala striktnú orientáciu. O nejakej nemennosti podmienok prostredia a životných procesov na jeho povrchu nemôže byť ani reči.
Axiálna rotácia Zeme
Rotácia Zeme okolo Slnka (jedna otáčka) nastáva počas roka. Cez deň sa strieda deň a noc. Ak sa pozriete na severný pól Zem z vesmíru, môžete vidieť, ako sa otáča proti smeru hodinových ručičiek. Úplnú rotáciu dokončí približne za 24 hodín. Toto obdobie sa nazýva deň.
Rýchlosť rotácie určuje rýchlosť zmeny dňa a noci. Za hodinu sa planéta otočí približne o 15 stupňov. Rýchlosť rotácie v rôznych bodoch na jeho povrchu je rôzna. Je to spôsobené tým, že má guľovitý tvar. Na rovníku je lineárna rýchlosť 1669 km/h alebo 464 m/s. Bližšie k pólom sa toto číslo znižuje. V tridsiatej zemepisnej šírke bude lineárna rýchlosť už 1445 km/h (400 m/s).
V dôsledku axiálnej rotácie má planéta mierne stlačený tvar od pólov. Taktiež tento pohyb „núti“ pohybujúce sa objekty (vrátane prúdenia vzduchu a vody) odchýliť sa od pôvodného smeru (Coriolisova sila). Ďalším dôležitým dôsledkom tejto rotácie sú prílivy a odlivy.
zmena dňa a noci
Guľový objekt s jediným svetelným zdrojom je v určitom momente osvetlený len do polovice. Vo vzťahu k našej planéte v jednej jej časti v tejto chvíli bude deň. Neosvetlená časť bude skrytá pred Slnkom - je tu noc. Axiálne otáčanie umožňuje meniť tieto obdobia.
Okrem svetelného režimu sa menia aj podmienky ohrevu povrchu planéty energiou svetla. Tento cyklus je dôležitý. Rýchlosť zmeny svetelných a tepelných režimov sa uskutočňuje pomerne rýchlo. Za 24 hodín sa povrch nestihne ani prehriať, ani ochladiť pod optimum.
Pre živočíšny svet má rozhodujúci význam rotácia Zeme okolo Slnka a jej osi relatívne konštantnou rýchlosťou. Bez stálosti obežnej dráhy by planéta nezostala v zóne optimálneho ohrevu. Bez axiálnej rotácie by deň a noc trvali šesť mesiacov. Ani jedno, ani druhé by neprispelo k vzniku a zachovaniu života.
Nerovnomerné otáčanie
Ľudstvo si už zvyklo na to, že k zmene dňa a noci dochádza neustále. To slúžilo ako akýsi štandard času a symbol uniformity životných procesov. Obdobie rotácie Zeme okolo Slnka do určitej miery ovplyvňuje elipsa obežnej dráhy a ostatných planét sústavy.
Ďalšou vlastnosťou je zmena dĺžky dňa. Osová rotácia Zeme je nerovnomerná. Existuje niekoľko hlavných dôvodov. Dôležité sú sezónne výkyvy spojené s dynamikou atmosféry a rozložením zrážok. Navyše prílivová vlna, namierená proti pohybu planéty, ju neustále spomaľuje. Toto číslo je zanedbateľné (za 40 tisíc rokov na 1 sekundu). Ale za 1 miliardu rokov sa pod vplyvom toho dĺžka dňa zvýšila o 7 hodín (zo 17 na 24).
Študujú sa dôsledky rotácie Zeme okolo Slnka a jeho osi. Tieto štúdie majú veľký praktický a vedecký význam. Používajú sa nielen na presnosť určenia súradníc hviezd, ale aj na identifikáciu vzorcov, ktoré môžu ovplyvniť procesy ľudského života a prirodzený fenomén v hydrometeorológii a iných odboroch.