Привет дорогие читатели! Сегодня хотелось бы затронуть тему Земли и , и я подумала, что пост о том, как вращается Земля Вам пригодится 🙂 Ведь от этого зависит день и ночь, а еще времена года. Давайте со всем познакомимся поближе.

Наша планета вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Когда она делает один оборот вокруг оси проходит один день, а когда вокруг Солнца – один год. Далее подробнее об этом:

Земная ось.

Земная ось (ось вращения Земли) – это прямая, вокруг которой происходит суточное вращение Земли; эта линия проходит через центр и в пересекает поверхность Земли.

Наклон оси вращения Земли.

Ось вращения Земли наклонена к плоскости под углом 66°33´; благодаря этому происходит . Когда Солнце находится над Северным тропиком (23°27´ с. ш.), в Северном полушарии начинается лето, а Земля при этом находится на самом дальнем расстоянии от Солнца.

Когда Солнце поднимается над Южным тропиком (23°27´ ю. ш.), в Южном полушарии начинается лето.

В Северном полушарии в это время начинается зима. Притяжение Луны, Солнца и других планет не изменяет угол наклона земной оси, но приводит к тому, что она перемещается по круговому конусу. Это перемещение называется прецессией.

Северный полюс в наше время направлен на Полярную звезду. Земная ось за следующие 12 000 лет, в результате прецессии, пройдет приблизительно полдороги, и будет направлена на звезду Вега.

Около 25 800 лет составляет полный цикл прецессии и существенно влияет на климатический цикл.

Два раза в год, когда Солнце находится непосредственно над экватором, и два раза в месяц, когда Луна занимает аналогичное положение, притяжение, которое обусловлено прецессией, уменьшается к нулю и происходит периодическое увеличение и снижение темпов прецессии.

Такие колебательные движения земной оси известны как нутация, которая достигает максимума каждые 18,6 лет. По значимости влияния на климат эта периодичность занимает второе место после изменения времен года .

Вращение Земли вокруг своей оси.

Суточное вращение Земли – движение Земли против часовой стрелки, или с запада на восток, если смотреть с Северного полюса мира. Вращение Земли определяет длительность дня и вызывает изменение дня и ночи.

Вокруг своей оси Земля делает один оборот за 23 часа 56 минут и 4,09 секунды. За период одного витка вокруг Солнца, Земля приблизительно совершает 365 ¼ оборотов, это составляет один год или равняется 365 ¼ суток.

Каждые четыре года в календарь добавляется еще один день, потому что на каждый такой виток, кроме целых суток, затрачивается еще четверть суток. Вращение Земли постепенно замедляет гравитационное притяжение Луны, и продлевает сутки приблизительно на 1/1000 с каждое столетие.

Судя по геологическим данным, темпы вращения Земли могли изменяться, но не более чем на 5%.

Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите, близкой к круговой, со скоростью около 107 000 км/час в направлении с запада на восток. Среднее расстояние к Солнцу 149 598 тыс. км, а разница между самым меньшим и самым большим расстоянием 4,8 млн. км.

Эксцентриситет (отклонение от круга) земной орбиты немного изменяется на протяжении цикла длительностью 94 тыс. лет. Считается, что формированию сложного климатического цикла способствуют изменения расстояния к Солнцу, а с отдельными его этапами связаны наступление и отхождение ледников во время ледниковых периодов.

Все в нашей огромной Вселенной устроено очень сложно и точно. И наша Земля всего лишь точка в ней, но это наш родной дом, о котором мы еще немного узнали из поста о том, как вращается Земля. До встречи в новых постах об изучении Земли и Вселенной 🙂

Земля совершает полный оборот вокруг оси за 23 ч 56 мин. 4 с. Угловая скорость всех точек на ее поверхности одинакова и составляет 15 град / ч. Линейная скорость их зависит от того расстояния, которое точки должны пройти за период их суточного вращения. С наибольшей скоростью вращаются точки на линии экватора (464 м / с). Точки же, которые совпадают с Северным и Южным полюсами, остаются практически неподвижными. Таким образом, линейная скорость точек, лежащих на одном меридиане, уменьшается от экватора к полюсам. Именно неодинаковой линейной скоростью точек на разных параллелях объясняется проявление отклоняющей действия вращения Земли (так называемой силы Кориолиса) справа в Северном полушарии и влево - в Южной относительно направления их перемещения. Отклоняющая действие особенно сказывается на направлении воздушных масс и морских течений.

Сила Кориолиса действует только на тела, движущиеся она пропорциональна их массе и скорости движения и зависит от широты, на которой расположена точка. Чем больше угловая скорость, тем больше сила Кориолиса. Отклоняющая сила вращения Земли с широтой растет. ее величину можно рассчитать по формуле

где m - масса; v - скорость тела, движущегося; w - угловая скорость вращения Земли; j - широта данной точки.

Вращение Земли вызывает быструю смену дня и ночи. Суточное вращение создает особый ритм в развитии физико-географических процессов и природы в целом. Одним из важных последствий суточного вращения Земли вокруг оси являются приливы и отливы - явление периодического колебания уровня океана, которое вызывается силами притяжения Солнца и Луны. Большая из этих сил месячная, а потому она и определяет основные черты приливных явлений. Приточные явления имеют место и в земной коре, но здесь они не превышают 30-40 см, тогда как в океанах в отдельных случаях достигают 13 м (Пенжинская губа) и даже 18 м (залив Фанди). Высота водных выступов на поверхности океанов составляет около 20 см, и они дважды в сутки оббегают океаны. Крайнее положение уровня воды в конце притока называется полной водой, в конце оттока - малой водой; разница этих уровней называется величиной прилива.

Механизм приливных явлений достаточно сложный. Основная их суть состоит в том, что Земля и Луна - единственная система в вращательном движении вокруг общего центра тяжести, который лежит внутри Земли на расстоянии примерно 4800 км от ее центра (рис. 10). Как и на всякую плоть, вращающийся на систему Земля - Луна действуют две силы: притяжение и центробежная. Соотношение этих сил на разных сторонах Земли неодинаково. На стороне Земли, обращенной к Луне, силы притяжения Луны крупнее центробежные силы системы, и их равнодействующая направлена к Луне. На стороне Земли, противоположной Луне, центробежные силы системы крупнее силы притяжения Луны, а их равнодействующая направлена от него. Эти равнодействующая и является припливоутворюючимы силами, они вызывают повышение воды на противоположных сторонах Земли.

Рис. 10.

Вследствие того, что Земля совершает суточное вращение в поле этих сил, а Луна движется вокруг нее, приточные волны пытаются двигаться в соответствии с положением Луны, поэтому в каждом районе океана в течение 24 ч 50 мин. дважды происходит прилив и дважды отлив. Ежедневное отставание на 50 мин. обусловлено опережающим движением Луны по его орбите вокруг Земли.

Солнце также вызывает на Земле приливы, хотя и втрое меньшей высоты. Они накладываются на лунные приливы, меняя их характеристики.

Несмотря на то, что Солнце, Земля и Луна находятся почти в одной плоскости, они непрерывно меняют свое взаимное расположение на орбитах, поэтому соответственно изменяется их приточный влияние. Дважды за месячный цикл - в новый (молодой) месяц и полнолуние - Земля, Луна и Солнце оказываются на одной линии. В это время приливные силы Луны и Солнца совпадают и возникают необычно высокие, так называемые сигизийни приливы. В первой и третьей четвертях Луны, когда приливные силы Солнца и Луны направлены под прямым углом друг к другу, они оказывают противоположное влияние и высота лунных приливов оказывается меньше примерно на одну треть. Эти приливы называются квадратурными.

Проблема использования колоссальной энергии приливов и отливов давно привлекала внимание человечества, но решение ее началось со строительства приливных электростанций (ПЭС) только сейчас. Первая ПЭС вступила в строй во Франции в 1960 г.. В России в 1968 было построено Кислогубская ПЭС на берегу Кольского залива. В районе Белого моря, а также в дальневосточных морях Камчатки запроектировано построить еще несколько ПЭС.

Приточные волны постепенно замедляют скорость вращения Земли, потому что они движутся во встречном направлении. Поэтому земные сутки становится длиннее. Подсчитано, что только по причине водных притоков за каждые 40 тыс. Лет сутки увеличивается на 1 с. Миллиард лет назад сутки на Земле составляла всего 17 часов. Через миллиард лет сутки продлится 31 час. А через несколько миллиардов лет Земля будет повернутой к Луне все время одной стороной, так же, как сейчас Луна к Земле.

Некоторые ученые считают, что взаимодействие Земли с Луной - одна из основных причин первичного разогрева нашей планеты. Приточный трения заставляет Луна удаляться от Земли со скоростью около 3 см / год. Эта величина сильно зависит от расстояния между двумя телами, которая сейчас составляет 60,3 радиуса Земли.

Если предположить, что поначалу Земля и Луна находились значительно ближе, то, с одной стороны и припливотворна сила должна быть больше. Приливная волна создает в теле планеты внутреннее трение, которое сопровождается выделением теплоты,

С вращением Земли вокруг своей оси связана ее прочность, которая зависит от угловой скорости суточного вращения планеты. Вращение порождает центробежную силу, прямо пропорциональна квадрату угловой скорости. Сейчас центробежная сила на экваторе, где она наибольшая, равен лишь 1/289 силы земного притяжения. В среднем Земля имеет 15-кратный запас прочности. Солнце - 200-кратный, а Сатурн - только 1,5-кратный в связи с быстрым вращением вокруг своей оси. Его кольца образовались, возможно, вследствие более быстрого вращения планеты в прошлом. Выдвигалась гипотеза, что и Луна образовалась в результате отрыва в районе Тихого океана части массы Земли в связи с ее быстрым вращением. Впрочем, после изучения образцов лунных пород эту гипотезу было отклонено, но то, что форма Земли изменяется в зависимости от скорости ее вращения, не вызывает у специалистов никаких сомнений.

С суточным вращением Земли связаны такие понятия, как звездный, солнечный, поясной и местное время, линия перемены дат и т. Время является основной единицей для определения времени, в течение которого происходит видимое вращение небесной сферы против часовой стрелки. Заметив на небе начальную точку, отчисляют от нее угол поворота, по которому вычисляют время, прошедшее. Звездный час отсчитывают с момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия, в которой эклиптика пересекается с экватором. Им пользуются при астрономических наблюдениях. Солнечное время (настоящий, или истинный, средний) отсчитывают с момента нижней кульминации центра диска Солнца на меридиане наблюдателя. Местное время - это среднее солнечное время в каждом пункте Земли, который зависит от долготы данного пункта. Чем восточнее находится пункт на Земле, тем больше в нем местный время (каждые 15 ° долготы дают разницу во времени на 1 час), а чем дальше на запад, тем время меньше.

Земную поверхность условно разделен на 24 часовых пояса, на территории которых время считается равным времени центрального меридиана, то есть меридиана, проходящего через середину пояса.

В густонаселенных регионах пределы поясов проходят по границам государств и административных районов, иногда они совпадают с естественными границами: руслами рек, горными хребтами и тому подобное. В первом часовом поясе время на один час больше время нулевого пояса, или среднего солнечного времени Гринвичского меридиана, во втором поясе - на 2:00 и т. Д.

Поясное время, который разделяет планету на 24 часовых пояса, был введен во многих странах мира в 1884 p. И хотя его концентрация не устранило всех недоразумений, связанных с счетом времени (вспомним хотя бы недавние острые дискуссии в некоторых регионах Украины по поводу введения на ее территории вместо московского киевского времени, то есть времени второго часового пояса, в котором наша страна, собственно, и находится), все же система часовых поясов стала общепринятой на планете. Ведь поясное время не только мало отличается от местного, он также удобным при пользовании в далеких по географическому долготой путешествиях. В связи с этим будет уместно вспомнить одну интересную историю, которая неожиданно случилась с участниками первого кругосветного путешествия при ее завершении.

В конце 1522 узкими улицами испанского города Севильи шла необычная процессия: 18 моряков экспедиции Ф. Магеллана, только вернулись в родную гавань после дальней океанической путешествия. Люди были крайне истощены во время почти трехлетнего плавания. Впервые прошли они вокруг земного шара, совершили подвиг. Но победителей не были похожи. В дрожащих от слабости руках несли горящие свечи и медленно направлялись к собору, чтобы замолить невольный грех, которого допустили в долгом плавании...

В чем провинились первопроходцы планеты? Когда "Виктория" на обратном пути приблизилась к островам Зеленого Мыса, на берег была отправлена шлюпка за продуктами и свежей водой. Моряки вскоре вернулись на корабль и сообщили изумленной команде: на суше этот день почему-то считают четвергом, хотя по судовым журналом - среда. При возврате в Севилью они окончательно поняли, что потеряли в своем корабельном счета сутки! А это значит, что совершили большой грех, потому что отмечали все религиозные праздники на день раньше, чем этого требовал календарь. В этом и покаялись в соборе.

Каким же образом опытные мореплаватели потеряли сутки? Надо сразу сказать "что никакой ошибки в счете дней они не сделали. Дело в том, что земной шар вращается вокруг своей оси с запада на восток и через сутки совершает один оборот. Экспедиция Ф. Магеллана двигалась в противоположном направлении с востока на запад и с три года кругосветного путешествия она тоже сделала полный оборот вокруг земного оси, но в направлении, противоположном направлению вращения Земли, а это значит, что путешественники сделали на один оборот меньше, чем все человечество на Земле. И не потеряли сутки, а выиграли ее. Если бы экспедиция двигалась не на запад, а на восток, то в судовом журнале было бы записано на одни сутки больше, чем у всех людей. Астроном экспедиции Ф. Магеллана Антонио Пигафетта догадывался, что в разных местах земного шара в один и тот же момент время разный. А так оно и должно быть, ведь Солнце восходит не одновременно для всей планеты. Это означает, что на каждом меридиане существует местным временем, начало которого отсчитывается с того момента, когда Солнце находится низкое под горизонтом, то есть находится в так называемой нижний кульминации. Однако люди в своей повседневной деятельности не обращают на это внимания и ориентируются на поясное время, отвечающий местном времени срединного меридиана соответствующего часового пояса.

Но распределение земного шара на часовые пояса все же не решает всех проблем, в частности проблемы рационального использования светлого периода. Поэтому в последнее воскресенье марта во многих странах, в том числе в Украине, стрелки часов переводят на один час вперед, а в конце октября вновь возвращают на поясное время. Переход на летнее время позволяет более экономично расходовать топливно-энергетические ресурсы. Кроме того, это дает возможность людям больше времени работать и отдыхать в условиях естественного освещения, а для сна использовать наиболее темное время суток.

В практическом распределении часовых поясов на нашей планете специфическими являются пространства, через которые условно проходит линия перемены дат. Эта линия проходит в основном в открытом океане по географическому меридиану 180 ° и несколько отклоняется там, где она пересекает острова или отделяет различные государства. Сделано это во избежание определенных календарных неудобств для людей, которые их населяют. При пересечении линии с запада на восток дата повторяется, при движении в обратном направлении один день со счета исключается. Интересно, что в Беринговом проливе между Чукоткой и Аляской есть два острова, которые разделяет линия перемены дат: остров Ратманова, что принадлежит России, и остров Крузенштерна, который принадлежит СЕЛА. Преодолев расстояние в несколько километров между двумя островами, можно попасть... во вчерашний день, если вы плывете с острова Ратманова, или в завтрашний, когда направляетесь в противоположном направлении.

Земля участвует в нескольких видах движений : вокруг собственной оси, вместе с другими планетами Солнечной системы вокруг Солнца, вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики и др. Однако наиболее важным для природы Земли являются движения вокруг собственной оси и вокруг Солнца.

Движение Земли вокруг собственной оси называется осевым вращением. Оно осуществляется в направлении с запада на восток (против часовой стрелки, если смотреть со стороны Северного полюса). Период осевого вращения равен приблизительно 24 часам (23 часа 56 минут 4 секунды), то есть земным суткам. Поэтому осевое движение называется суточным .

Осевое движение Земли имеет как минимум четыре основных следствия : фигура Земли; смена дня и ночи; возникновение силы Кориолиса; возникновение приливов и отливов.

Вследствие осевого вращения у Земли возникает полярное сжатие , поэтому и ее фигура представляет собой эллипсоид вращения.

Вращаясь вокруг оси, Земля «направляет» к Солнцу то одно полушарие, то другое. На освещенной стороне – день , на неосвещенной – ночь . Продолжительность дня и ночи в разных широтах определяется положением Земли на орбите. В связи со сменой дня и ночи наблюдается суточная ритмика, которая наиболее ярко выражена у объектов живой природы.

Вращение Земли «заставляет» движущиеся тела отклоняться от направления своего первоначального движения, причем в Северном полушарии – вправо, а в Южном – влево. Отклоняющее действие вращения Земли получило название силы Кориолиса. Наиболее яркими проявлениями этой силы являются отклонения в направлении движения воздушных масс (пассаты обоих полушарий приобретают восточную составляющую), океанских течений, течения рек.

Притяжение Луны и Солнца вместе с осевым вращением Земли обуславливают возникновение приливных явлений. Приливная волна обходит Землю дважды в сутки. Приливы и отливы свойственны всем геосферам Земли, однако наиболее отчетливо они выражены в гидросфере.

Не меньшее значение для природы земли имеет ее орбитальное движение вокруг Солнца.

Обрита Земли имеет эллиптическую форму, то есть в разных ее точках расстояние между Землей и Солнцем неодинаково. В июле Земля находится дальше от Солнца (152 млн км) , и потому ее движение по орбите слегка замедляется. В следствие этого Северное полушарие получает больше тепла по сравнению с Южным и здесь длиннее лето. В январе расстояние между Землей и Солнцем минимальное и равняется 147 млн км.

Период орбитального движения составляет 365 полных суток и 6 часов. Каждый четвертый год считается високосным , то есть содержит 366 суток , поскольку за 4 года накапливаются лишние сутки. Принято считать, что основным следствием орбитального движения является смена времен года. Однако это происходит не только в результате годового движения Земли, но и из-за наклона земной оси к плоскости эклиптики, а также в связи с постоянством величины этого угла, которая составляет 66,5 °.

Орбита Земли имеет несколько ключевых точек, которые соответствуют дням равноденствий и солнцестояний. 22 июня – день летнего солнцестояния. В этот день Земля повернута к Солнцу Северным полушарием, поэтому в этом полушарии лето. Лучи Солнца падают под прямым углом на параллель 23,5 ° с.ш. – северный тропик. На Северном полярном круге и внутри него – полярный день , на Южном полярном круге и к югу от него – полярная ночь.

22 декабря , в день зимнего солнцестояния , Земля по отношению к Солнцу занимает как бы обратное положением.

В дни равноденствий оба полушария освещаются Солнцем одинаково. Лучи Солнца падают под прямым углом на экватор. На всей Земле, кроме полюсов, день равен ночи, и его продолжительность составляет 12 часов. На полюсах происходит смена полярных дня и ночи.

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Наша планета находится в постоянном движении. Вместе с Солнцем она перемещается в космосе вокруг центра Галактики. А та, в свою очередь, движется во Вселенной. Но наибольшее значение для всего живого играет вращение Земли вокруг Солнца и собственной оси. Без этого движения условия на планете были бы непригодными для поддержания жизни.

Солнечная система

Земля как планета Солнечной системы по расчетам ученых сформировалась более 4,5 млрд лет назад. За это время расстояние от светила практически не изменялось. Скорость движения планеты и сила притяжения Солнца уравновесили ее орбиту. Она не идеально круглая, но стабильная. Если бы сила притяжения светила была сильнее или скорость Земли заметно уменьшилась, то она бы упала на Солнце. В противном случае она рано или поздно улетела бы в космос, перестав быть частью системы.

Расстояние от Солнца до Земли делает возможным поддержание оптимальной температуры на ее поверхности. В этом немаловажную роль играет и атмосфера. Во время вращения Земли вокруг Солнца меняются времена года. Природа приспособилась к таким циклам. Но если бы наша планета была отдалена на большее расстояние, то температура на ней стала бы отрицательной. Очутись она ближе - вся вода бы испарилась, так как столбик термометра превысил бы точку кипения.

Путь планеты вокруг светила называется орбитой. Траектория этого полета не идеально круглая. Она имеет эллипсность. Максимальная разница составляет 5 млн км. Самая близкая точка орбиты к Солнцу находится на расстоянии 147 км. Она называется перигелием. Земля ее проходит в январе. В июле планета находится от светила на максимальном отдалении. Наибольшее расстояние - 152 млн км. Эта точка называется афелием.

Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца обеспечивает соответственно смену суточных режимов и годовых периодов.

Для человека движение планеты вокруг центра системы незаметно. Это из-за того, что масса Земли огромна. Тем не менее каждую секунду мы пролетаем в пространстве около 30 км. Это кажется нереальным, но таковы расчеты. В среднем считается, что Земля находится от Солнца на расстоянии около 150 млн км. Один полный оборот вокруг светила она делает за 365 дней. Пройденное расстояние за год составляет почти миллиард километров.

Точное расстояние, которое наша планета проходит за год, двигаясь вокруг светила, составляет 942 млн км. Мы вместе с ней движемся в пространстве по эллиптической орбите со скоростью 107 000 км/час. Направление вращения - с запада на восток, то есть против условной часовой стрелки.

Полный оборот планета завершает не ровно за 365 дней, как принято считать. При этом проходит еще около шести часов. Но для удобства летоисчисления это время учитывают суммарно за 4 года. В итоге «набегает» один дополнительный день, его добавляют в феврале. Такой год считается високосным.

Скорость вращения Земли вокруг Солнца непостоянна. Она имеет отклонения от среднего значения. Это связано с эллиптической орбитой. Разница между значениями наиболее проявляется в точках перигелия и афелия и составляет 1 км/сек. Эти изменения незаметны, так как мы и все окружающие нас предметы двигаются в системе координат одинаково.

Смена сезонов

Вращение Земли вокруг Солнца и наклон оси планеты делает возможным смену времен года. Это меньше заметно на экваторе. Но ближе к полюсам годовая цикличность проявляется больше. Северное и Южное полушария планеты обогреваются энергией Солнца неравномерно.

Двигаясь вокруг светила, они проходят четыре условные точки орбиты. При этом поочередно два раза в течение полугодичного цикла они оказываются к нему дальше или ближе (в декабре и июне - дни солнцестояний). Соответственно в месте, где поверхность планеты прогревается лучше, там температура окружающей среды выше. Период на такой территории принято называть летом. В другом полушарии в это время заметно холоднее - там зима.

Спустя три месяца такого движения с периодичностью в полгода планетарная ось располагается таким образом, что оба полушария находятся в одинаковых условиях для обогрева. В это время (в марте и сентябре - дни равноденствия) температурные режимы приблизительно равны. Тогда, в зависимости от полушария, наступают осень и весна.

Земная ось

Наша планета - это вращающийся шар. Движение ее осуществляется вокруг условной оси и происходит по принципу волчка. Опираясь основанием в плоскость в раскрученном состоянии, он будет удерживать равновесие. Когда скорость вращения ослабевает, волчок падает.

Земля упора не имеет. На планету действуют силы притяжения Солнца, Луны и других объектов системы и Вселенной. Тем не менее она выдерживает постоянное положение в пространстве. Скорость ее вращения, полученная еще при формировании ядра, достаточна для поддержания относительного равновесия.

Земная ось проходит через шар планеты не перпендикулярно. Она наклонена под углом 66°33´. Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца делает возможным смену сезонов года. Планета «кувыркалась» бы в пространстве, если бы у нее не было строгой ориентации. Ни о каком постоянстве условий среды и жизненных процессов на ее поверхности не было бы речи.

Осевое вращение Земли

Вращение Земли вокруг Солнца (один оборот) происходит в течение года. За день на ней сменяются день и ночь. Если посмотреть на Северный полюс Земли с космоса, то можно увидеть, как она вращается против часовой стрелки. Полный оборот она совершает приблизительно за 24 часа. Этот период называют сутками.

Скорость вращения определяет быстроту смены дня и ночи. За один час планета оборачивается приблизительно на 15 градусов. Скорость вращения в разных точках ее поверхности различна. Это происходит из-за того, что она имеет шарообразную форму. На экваторе линейная скорость составляет 1669 км/час, или 464 м/сек. Ближе к полюсам этот показатель уменьшается. На тридцатой широте линейная скорость уже будет составлять 1445 км/час (400 м/сек).

Из-за осевого вращения планета имеет несколько сжатую с полюсов форму. Также это движение «заставляет» отклоняться перемещающиеся предметы (в том числе воздушные и водные потоки) от первоначального направления (сила Кориолиса). Еще одним важным следствием такого вращения являются приливы и отливы.

Смена дня и ночи

Шарообразный объект единственным источником света в определенный момент освещается только наполовину. Применительно к нашей планете в одной ее части в этот момент будет день. Неосвещенная часть будет скрыта от Солнца - там ночь. Осевое вращение дает возможность сменяться этим периодам.

Кроме светового режима изменяются условия обогрева поверхности планеты энергией светила. Такая цикличность имеет важное значение. Скорость смены световых и тепловых режимов осуществляется сравнительно быстро. За 24 часа поверхность не успевает ни чрезмерно нагреться, ни остыть ниже оптимального показателя.

Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси с относительно постоянной скоростью имеет определяющее для животного мира значение. Без постоянства орбиты планета не удержалась бы в зоне оптимального обогрева. Без осевого вращения день и ночь длились бы по полгода. Ни то ни другое не способствовало бы зарождению и сохранению жизни.

Неравномерность вращения

Человечество за свою историю привыкло к тому, что смена дня и ночи происходит постоянно. Это служило неким эталоном времени и символом равномерности жизненных процессов. На период вращения Земли вокруг Солнца до определенной степени оказывает влияние эллипсность орбиты и другие планеты системы.

Другая особенность - изменение продолжительности суток. Осевое вращение Земли происходит неравномерно. Выделяют несколько основных причин. Значение имеют сезонные колебания, связанные с динамикой атмосферы и распределением осадков. Кроме того, приливная волна, направленная против хода движения планеты, постоянно его тормозит. Этот показатель ничтожен (за 40 тыс. лет на 1 секунду). Но за 1 млрд лет под действием этого продолжительность суток увеличилась на 7 часов (с 17 до 24).

Следствия вращения Земли вокруг Солнца и своей оси изучаются. Данные исследования имеют большое практическое и научное значение. Их используют не только для точности определения звездных координат, но и для выявления закономерностей, которые могут влиять на процессы жизнедеятельности человека и природные явления в гидрометеорологии и других областях.

Видимое движение небесного свода. Известно, что небесные светила находятся на самых различных расстояниях от земного шара. В то же время нам кажется, что расстояния до светил одинаковы и все они связаны с одной сферической поверхностью, которую мы называем небесным сводом, а астрономы называют видимой небесной сферой. Кажется нам так потому, что расстояния до небесных светил очень велики, и наш глаз не в состоянии заметить разницу этих расстояний. Каждый наблюдатель легко может заметить, что видимая небесная сфера со всеми расположенными на ней светилами медленно вращается. Это явление было хорошо известно людям с глубокой древности, и кажущееся движение Солнца, планет и звезд вокруг Земли они принимали за действительное. В настоящее время мы знаем, что движутся не Солнце и не звезды вокруг Земли, а вращается земной шар.

Точные наблюдения показали, что полный оборот Земли вокруг своей оси совершается в 23 часа 56 мин. и 4 сек. Время полного оборота Земли вокруг оси мы принимаем за сутки и для простоты в сутках считаем 24 часа.

Доказательства вращения Земли вокруг своей оси. В настоящее время мы располагаем целым рядом весьма убедительных доказательств вращения Земли. Остановимся прежде всего на доказательствах, вытекающих из физики.

Опыт Фуко. В Ленинграде, в бывшем Исаакиевском соборе, подвешен маятник, имеющий 98 м длины, с грузом в 50 кг. Под маятником расположен большой круг, разделенный на градусы. При спокойном положении маятника груз его находится как раз в центре круга. Если отвести груз маятника к нулевому градусу круга, а потом пустить его, то маятник будет качаться в плоскости меридиана, т. е. с севера на юг. Однако уже через 15 минут плоскость качания маятника отклонится примерно на 4°, через час на 15° и т. д. Из физики известно, что плоскость качания маятника отклониться не может. Следовательно, изменилось положение градуированного круга, что могло произойти только в результате суточного движения Земли.

Чтобы яснее представить себе суть дела, обратимся к чертежу (рис. 13, а), на котором изображено северное полушарие в полярной проекции

Меридианы, отходящие от полюса, намечены пунктиром. Маленькие кружки на меридианах - это условное изображение градуированного круга под маятником Исаакиевского собора. При первом положении (АВ) плоскость качаания маятника (обозначенная сплошной линией в кружочке) полностью совпадает с плоскостью данного меридиана. Через некоторое время меридиан АВ благодаря вращению Земли с запада на восток окажется в положении А 1 В 1 . Плоскость же качания маятника остается прежней, в силу чего и получается угол между плоскостью качания маятника и плоскостью меридиана. При дальнейшем вращении Земли меридиан АВ окажется в положении А 2 В 2 и т. д. Ясно, что плоскость качания маятника еще больше отклонится от плоскости меридиана АВ. При неподвижности Земли подобного расхождения получиться бы не могло, и маятник от начала до конца качался бы в направлении меридиана.

Подобный опыт (в меньших размерах) впервые был произведен в Париже в 1851 г. физиком Фуко, отчего и получил свое название.

Опыт с отклонением падающих тел к востоку. Согласно законам физики груз должен падать с высоты по отвесной линии. Однако при всех производимых опытах падающее тело неизменно отклонялось к востоку. Отклонение происходит потому, что при вращении Земли скорость движения тела с запада на восток на высоте больше, чем на уровне земной поверхности. Последнее легко можно понять по приложенному чертежу (рис. 13, б). Точка, находящаяся на земной поверхности, движется вместе с Землей с запада на восток и за определенный период времени проходит путь ВВ 1 . Точка же, находящаяся на некоторой высоте, за этот же период времени проделывает путь АА 1 . Тело, брошенное из точки А, движется на высоте быстрее, чем точка В, и за то время, пока тело падает, точка А переместится в точку А 1 а тело, имеющее большую скорость, упадет восточнее точки В 1 . Согласно проведенным опытам тело при падении с высоты 85 м отклонялось от отвесной линии к востоку на 1,04 мм, а при падении с высоты 158,5 м - на 2,75 см.

На вращение Земли указывают также сплюснутость земного шара у полюсов, отклонение ветров и течений в северном полушарии вправо, а вюжном - влево, о чем подробнее будет сказано дальше.

Вращение Земли делает нам понятным, почему полярная сплюснутость Земли не вызывает перемещения водных масс океанов от экватора к полюсам, т. е. в положение, наиболее близкое к центру Земли (центробежная сила удерживает эти воды от перемещения к полюсам), и т. д.

Географическое значение суточного враще ния Земли. Первым следствием вращения Земли вокруг своей оси является смена дня и ночи. Эта смена довольно быстрая, что очень важно для развития жизни на Земле. Вследствие краткости дня и ночи Земля не может ни перегреться, ни переохладиться до таких пределов, при которых жизнь была бы убита либо чрезмерным жаром, либо чрезмерным холодом.

Смена дня и ночи обусловливает ритмичность многих процессов на Земле, связанных с приходом и расходом тепла.

Вторым следствием вращения Земли вокруг своей оси является отклонение всякого движущегося тела от своего первоначального направления в северном полушарии вправо, а в южном влево, что имеет огромное значение в жизни Земли. Сложное математическое доказательство этого закона мы здесь привести не можем, но постараемся дать некоторое, правда очень упрощенное, пояснение.

Предположим, что тело получило прямолинейное движение от экватора к Северному полюсу. Если бы Земля не вращалась вокруг оси, то движущееся тело в. конце концов оказалось бы на полюсе. Однако на Земле этого не случается потому, что тело, находясь на экваторе, движется вместе с Землей с запада на восток (рис. 14, а). Двигаясь к полюсу, тело переходит в более

высокие широты, где каждая точка земной поверхности движется с запада на восток медленнее, чем на экваторе. Движущееся же к полюсу тело согласно закону инерции сохраняет ту скорость движения с запада на восток, которую оно имело на экваторе. В результате путь тела все время будет отклоняться от направления меридиана вправо. Нетрудно понять, что в южном полушарии при тех же условиях движения путь тела отклонится влево (рис. 14,6).

Полюсы, экватор, параллели и меридианы. Благодаря тому же вращению Земли вокруг оси мы имеем на Земле две замечательные точки, которые носят название полюсов. Полюсы - это единственные неподвижные точки земной поверхности. Опираясь на полюсы, мы определяем место экватора, проводим параллели и меридианы и создаем систему координат, которые позволяют нам определить положение любой точки на поверхности земного шара. Последнее в свою очередь дает нам возможность наносить все географические объекты на карты.

Круг, образованный плоскостью, перпендикулярной к земной оси, и делящий земной шар на два равных полушария, носит название экватора. Окружность, образованная пересечением плоскости экватора с поверхностью земного шара, называется линией экватора. Но в разговорной речи и географической литературе линия экватора нередко для краткости называется просто экватором.

Земной шар может быть мысленно пересечен плоскостями, параллельными экватору. При этом получаются круги, которые носят название параллелей. Понятно, что размеры параллелей для одного и того же полушария неодинаковы: они уменьшаются по мере удаления от экватора. Направление параллели на земной поверхности является точным направлением с востока на запад.

Земной шар можно мысленно рассечь плоскостями, проходящими через земную ось. Эти плоскости носят название плоскостей меридианов. Круги, образованные пересечением плоскостей меридианов с поверхностью земного шара, называются меридианами. Всякий меридиан неизбежно проходит через оба полюса. Иначе говоря, меридиан всюду имеет точное направление с севера на юг. Направление меридиана в любой точке земной поверхности наиболее просто определяется направлением полуденной тени, почему меридиан называется еще полуденной линией (лат. rneridlanus , что значит полуденный).

Широта и долгота. Расстояние от экватора до каждого из полюсов составляет четверть окружности, т. е. 90°. Счет градусов ведется по линии меридиана от экватора (0°) к полюсам (90°). Расстояние от экватора до Северного полюса, выраженное в градусах, называют северной широтой, а до Южного полюса - южной широтой. Вместо слова широта для краткости нередко пишут знак φ (греческая буква «фи», северная широта со знаком +, южная со знаком -), так, например, φ = + 35°40".

При определении градусного расстояния на восток или на запад счет ведется от одного из меридианов, который условно принято считать нулевым. По международному соглашению нулевым меридианом считают меридиан Гринвичской обсерватории, расположенной в предместье Лондона. Градусное расстояние на восток (от 0 до 180°) называют восточной долготой, а на запад - западной долготой. Вместо слова долгота нередко пишут знак λ (греческая буква «ламбда», восточная долгота со знаком +, а западная со знаком-),так, например, λ= -24°30 / . Пользуясь широтой и долготой, мы имеем возможность определять положение любой точки на земной поверхности.

Определение широты на Земле. Определение широты места на Земле сводится к определению высоты полюса мира над горизонтом, что легко можно видеть из чертежа (рис. 15). Проще всего в нашем полушарии это можно сделать при помощи Полярной звезды, которая расположена всего в 1 о 02" от полюса мира.

Наблюдатель, находящийся на Северном полюсе, видит Полярную звезду как раз над головой. Иначе говоря, угол, образованный лучом Полярной звезды и плоскостью горизонта, равен 90°, т. е. как раз соответствует широте данного места. Для наблюдателя, находящегося на экваторе, угол, образованный лучом Полярной звезды и плоскостью горизонта, должен равняться 0°, что опять отвечает широте места. При движении от экватора к полюсу этот угол будет возрастать от 0 до 90° и всегда будет соответствовать широте места (рис. 16).

Значительно труднее определять широту места по другим светилам. Здесь приходится сначала определить высоту светила над горизонтом (т. е. угол, образованный лучом этого светила и плоскостью горизонта), потом вычислить верхнюю и нижнюю кульминацию светила (положение его в 12 час. дня и 0 час. ночи) и взять арифметическое среднее между ними. Для вычислений подобного рода требуются особые довольно сложные таблицы.

Простейшим прибором для определения высоты светила над горизонтом является теодолит (рис. 17). На море в условиях качки употребляется более удобный прибор секстант (рис. 18).

Секстант состоит из рамы, являющейся сектором круга в 60°, т. е. составляющим 1/6 часть окружности (откуда и название от латинского sextans - шестая часть). На одной спице (рамы) укреплена небольшая зрительная труба. На другой спице - зеркальце А, половина которого покрыта амальгамой, а другая половина прозрачна. Второе зеркальце В прикреплено к алидаде, которая служит для отсчета углов градуированного лимба. Наблюдатель смотрит в зрительную трубу (точка О) и видит сквозь прозрачную часть зеркальца А горизонт Я. Двигая алидаду, он ловит на зеркальце А изображение светила S , отразившегося от зеркальца В. Из приложенного чертежа (рис. 18) видно, что угол SOH (определяющий высоту светила над горизонтом) равен двойному углу CBN .

Определение долготы на Земле. Известно, что на каждом меридиане существует свое, так называемое местное время, причем разница в 1° долготы соответствует 4 минутам разницы во времени. (Полный оборот Земли вокруг своей оси (на 360°) совершается в 24 часа, а поворот на 1° = 24 часам: 360°, или 1440 мин.: 360° = 4 мин.) Нетрудно видеть, что разница во времени двух пунктов легко позволяет вычислять разницу долгот. Например, если в данном пункте 13 час. 2 мин., а на нулевом меридиане 12 час, то разница во времени = 1 час. 2 мин., или 62 мин., а разница в градусах 62:4 = 15°30 / . Стало быть, долгота нашего пункта 15°30 / . Таким образом, принцип вычисления долгот очень прост. Что же касается методов точного определения долготы, то они представляют значительные трудности. Первая трудность - точное определение местного времени астрономическим путем. Вторая трудность - необходимость

иметь точные хронометры, В последнее время благодаря радио вторая трудность в значительной степени облегчается, но первая остается в силе.