Schon in der Antike bemerkten die Menschen beim Beobachten des Sternenhimmels, dass tagsüber die Sonne und am Nachthimmel - fast alle Sterne - von Zeit zu Zeit ihren Weg wiederholen. Dies legte nahe, dass es zwei Gründe für dieses Phänomen gab. Entweder findet es vor dem Hintergrund eines feststehenden Sternenhimmels statt, oder der Himmel dreht sich um die Erde. Claudius Ptolemäus, ein herausragender altgriechischer Astronom, Wissenschaftler und Geograph, schien dieses Problem gelöst zu haben, indem er jeden davon überzeugte, dass sich die Sonne und der Himmel um die bewegungslose Erde drehen. Obwohl sie es nicht erklären konnte, fanden sich viele damit ab.

Das heliozentrische System, das auf einer anderen Version basiert, hat seine Anerkennung in einem langen und dramatischen Kampf erkämpft. Giordano Bruno starb auf dem Scheiterhaufen, der greise Galileo erkannte die "Richtigkeit" der Inquisition, aber "... es dreht sich noch immer!"

Heute gilt die Rotation der Erde um die Sonne als vollständig bewiesen. Insbesondere die Bewegung unseres Planeten in einer sonnennahen Umlaufbahn wird durch die Aberration des Sternenlichts und die parallaktische Verschiebung mit einer Periodizität von einem Jahr bewiesen. Heute wurde festgestellt, dass die Rotationsrichtung der Erde, genauer gesagt ihres Baryzentrums, entlang der Umlaufbahn mit der Rotationsrichtung um ihre Achse übereinstimmt, dh von West nach Ost erfolgt.

Es gibt viele Fakten, die darauf hindeuten, dass sich die Erde im Weltraum auf einer sehr komplexen Umlaufbahn bewegt. Die Rotation der Erde um die Sonne wird begleitet von ihrer Bewegung um die Achse, Präzession, Nutationsschwingungen und einem schnellen Flug zusammen mit der Sonne in einer Spirale innerhalb der Galaxis, die ebenfalls nicht stillsteht.

Die Rotation der Erde um die Sonne erfolgt wie bei anderen Planeten auf einer elliptischen Umlaufbahn. Daher ist die Erde einmal im Jahr am 3. Januar so nah wie möglich an der Sonne und einmal am 5. Juli entfernt sie sich am weitesten von ihr. Der Unterschied zwischen Perihel (147 Millionen km) und Aphel (152 Millionen km) ist im Vergleich zur Entfernung von der Sonne zur Erde sehr gering.

Unser Planet bewegt sich in einer sonnennahen Umlaufbahn, macht 30 km pro Sekunde und die Umdrehung der Erde um die Sonne dauert 365 Tage und 6 Stunden.Dies ist das sogenannte siderische oder stellare Jahr. Aus praktischen Gründen ist es üblich, 365 Tage im Jahr zu berücksichtigen. Die „zusätzlichen“ 6 Stunden in 4 Jahren ergeben 24 Stunden, also einen Tag mehr. Diese (laufenden, zusätzlichen) Tage werden einmal alle 4 Jahre zum Februar hinzugefügt. Daher enthalten in unserem Kalender 3 Jahre 365 Tage und ein Schaltjahr - das vierte Jahr - enthält 366 Tage.

Die Rotationsachse der Erde ist gegenüber der Bahnebene um 66,5° geneigt. Dabei fallen im Laufe des Jahres die Sonnenstrahlen auf jeden Punkt der Erdoberfläche unter

Ecken. So erhalten zu unterschiedlichen Jahreszeiten Punkte an unterschiedlichen Standorten gleichzeitig ungleich viel Licht und Wärme. Aus diesem Grund haben die Jahreszeiten in den gemäßigten Breiten einen ausgeprägten Charakter. Gleichzeitig fallen die Sonnenstrahlen am Äquator das ganze Jahr über im gleichen Winkel auf die Erde, sodass die Jahreszeiten dort leicht voneinander abweichen.

Grundbewegungen der Erde im Weltraum

© Wladimir Kalanow,
Webseite"Wissen ist Macht".

Unser Planet dreht sich um seine eigene Achse von West nach Ost, also gegen den Uhrzeigersinn (vom Nordpol aus gesehen). Die Achse ist eine bedingte gerade Linie, die den Globus im Bereich des Nord- und Südpols durchquert, dh die Pole haben eine feste Position und "nehmen nicht an" der Rotationsbewegung teil, während sich alle anderen Orte auf der Erdoberfläche drehen und Die lineare Rotationsgeschwindigkeit auf der Erdoberfläche hängt von der Position in Bezug auf den Äquator ab - je näher am Äquator, desto höher die lineare Rotationsgeschwindigkeit (erklären wir, dass die Winkelgeschwindigkeit der Rotation jeder Kugel gleich ist seine verschiedenen Punkte und wird in rad / sec gemessen, wir diskutieren die Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts, das sich auf der Erdoberfläche befindet, und sie ist umso höher, je weiter das Objekt von der Rotationsachse entfernt ist).

In den mittleren Breiten Italiens beträgt die Rotationsgeschwindigkeit beispielsweise etwa 1200 km / h, am Äquator ist sie maximal und beträgt 1670 km / h, während sie an den Polen Null ist. Die Folgen der Rotation der Erde um ihre Achse sind der Wechsel von Tag und Nacht und die scheinbare Bewegung der Himmelskugel.

Tatsächlich scheinen sich die Sterne und andere Himmelskörper des Nachthimmels in die entgegengesetzte Richtung zu unserer Bewegung mit dem Planeten zu bewegen (dh von Ost nach West). Es scheint, dass sich die Sterne um den Polarstern befinden, der sich auf einer imaginären Linie befindet - einer Fortsetzung der Erdachse in nördlicher Richtung. Die Bewegung der Sterne ist kein Beweis dafür, dass sich die Erde um ihre eigene Achse dreht, denn diese Bewegung könnte eine Folge der Rotation der Himmelskugel sein, wenn wir bedenken, dass der Planet eine feste, unbewegte Position im Weltraum einnimmt, wie bisher angenommen.

Tag. Was sind Stern- und Sonnentage?

Ein Tag ist die Zeitspanne, die die Erde für eine Umdrehung um ihre eigene Achse benötigt. Es gibt zwei Definitionen des Begriffs „Tag“. Ein "Sonnentag" ist das Zeitintervall der Erdrotation, in dem die Sonne als Ausgangspunkt genommen wird. Ein anderer Begriff ist der „Sterntag“ (von lat. Seite- Genitiv sideris- Stern, Himmelskörper) - impliziert einen anderen Ausgangspunkt - einen "festen" Stern, dessen Entfernung gegen unendlich geht, und daher nehmen wir an, dass seine Strahlen zueinander parallel sind. Die Dauer der beiden Arten von Tagen unterscheidet sich voneinander. Der Sterntag dauert 23 h 56 min 4 s, während der Sonnentag etwas länger dauert und 24 Stunden beträgt. Der Unterschied liegt daran, dass die Erde, die sich um ihre eigene Achse dreht, auch eine Umlaufbahn um die Sonne ausführt. Anhand eines Bildes lässt sich dies leichter nachvollziehen.

Sonnen- und Sternentage. Erläuterung.

Betrachten Sie die beiden Positionen (siehe Abb.), die die Erde einnimmt, während sie sich entlang ihrer Umlaufbahn um die Sonne bewegt: „ SONDERN» - der Ort des Beobachters auf der Erdoberfläche. 1 - die Position, die die Erde (zu Beginn des Countdowns des Tages) entweder von der Sonne oder von einem Stern einnimmt, den wir als Bezugspunkt definieren werden. 2 - die Position unseres Planeten nach einer Drehung um seine eigene Achse relativ zu diesem Stern: Das Licht dieses Sterns, und er befindet sich in großer Entfernung, wird uns parallel zur Richtung erreichen 1 . Wenn die Erde Stellung bezieht 2 , wir können von "Sterntagen" sprechen, weil Die Erde hat sich relativ zum fernen Stern, aber noch nicht relativ zur Sonne, vollständig um ihre Achse gedreht. Die Beobachtungsrichtung der Sonne hat sich durch die Erdrotation etwas verändert. Damit die Erde relativ zur Sonne eine vollständige Umdrehung um ihre eigene Achse macht („Sonnentag“), müssen Sie warten, bis sie sich um etwa 1 ° „dreht“ (das entspricht der täglichen Bewegung der Erde bei einem Winkel - es passiert 360 ° in 365 Tagen), dies dauert nur etwa vier Minuten.

Grundsätzlich ist die Dauer eines Sonnentages (obwohl sie mit 24 Stunden angenommen wird) ein variabler Wert. Dies liegt daran, dass die Bewegung der Erde im Orbit tatsächlich mit einer variablen Geschwindigkeit erfolgt. Wenn die Erde näher an der Sonne ist, ist die Geschwindigkeit ihrer Bewegung im Orbit höher, wenn sie sich von der Sonne entfernt, nimmt die Geschwindigkeit ab. Dadurch wird der Begriff der "mittlerer Sonnentag", nämlich ihre Dauer beträgt vierundzwanzig Stunden.

Darüber hinaus ist inzwischen zuverlässig festgestellt, dass die Periode der Erdrotation unter dem Einfluss der durch den Mond verursachten Änderung der Meeresgezeiten zunimmt. Die Verlangsamung beträgt ungefähr 0,002 s pro Jahrhundert. Die Häufung solcher scheinbar unmerklichen Abweichungen führt jedoch dazu, dass seit Beginn unserer Zeitrechnung bis heute die Gesamtverlangsamung bereits etwa 3,5 Stunden beträgt.

Die Revolution um die Sonne ist die zweite Hauptbewegung unseres Planeten. Die Erde bewegt sich auf einer elliptischen Bahn, d.h. die Umlaufbahn ist elliptisch. Wenn sich der Mond in unmittelbarer Nähe der Erde befindet und in ihren Schatten fällt, treten Finsternisse auf. Die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt etwa 149,6 Millionen Kilometer. Die Astronomie verwendet eine Einheit, um Entfernungen innerhalb des Sonnensystems zu messen; Sie rufen Sie an "astronomische Einheit" (au). Die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn bewegt, beträgt etwa 107.000 km/h. Der zwischen der Erdachse und der Ellipsenebene gebildete Winkel beträgt ungefähr 66°33" und wird während der gesamten Umlaufbahn beibehalten.

Aus Sicht eines auf der Erde befindlichen Beobachters führt die Umdrehung zur scheinbaren Bewegung der Sonne entlang der Ekliptik durch die im Tierkreis dargestellten Sterne und Sternbilder. Tatsächlich durchläuft die Sonne auch das Sternbild Ophiuchus, gehört aber nicht zum Tierkreis.

Jahreszeiten

Der Wechsel der Jahreszeiten ist eine Folge des Umlaufs der Erde um die Sonne. Ursache für jahreszeitliche Veränderungen ist die Neigung der Rotationsachse der Erde zur Ebene ihrer Umlaufbahn. Die Erde bewegt sich auf einer elliptischen Umlaufbahn und befindet sich im Januar am sonnennächsten Punkt (Perihel) und im Juli am am weitesten von ihr entfernten Punkt - dem Aphel. Der Grund für den Wechsel der Jahreszeiten ist die Neigung der Umlaufbahn, wodurch sich die Erde mit einer Hemisphäre, dann mit der anderen zur Sonne neigt und dementsprechend unterschiedlich viel Sonnenlicht erhält. Im Sommer erreicht die Sonne den höchsten Punkt der Ekliptik. Dies bedeutet, dass die Sonne an einem Tag die längste Bewegung über den Horizont macht und die Dauer des Tages maximal ist. Im Winter hingegen steht die Sonne tief über dem Horizont, die Sonnenstrahlen fallen nicht direkt, sondern schräg auf die Erde. Die Länge des Tages ist kurz.

Je nach Jahreszeit sind unterschiedliche Teile der Erde den Sonnenstrahlen ausgesetzt. Die Strahlen stehen zur Zeit der Sonnenwende senkrecht zu den Wendekreisen.

Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel

Die jährliche Bewegung der Erde

Die Definition des Jahres, der wichtigsten kalendarischen Zeiteinheit, ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint, und hängt vom gewählten Bezugssystem ab.

Das Zeitintervall, in dem unser Planet eine vollständige Umdrehung auf seiner Umlaufbahn um die Sonne macht, wird als Jahr bezeichnet. Die Länge des Jahres unterscheidet sich jedoch, je nachdem, ob es als Bezugspunkt bei der Messung genommen wird. unendlich weit entfernter Stern oder Die Sonne.

Im ersten Fall bedeutet es Sternjahr . Er ist gleich 365 Tage 6 Stunden 9 Minuten und 10 Sekunden und stellt die Zeit dar, die für die vollständige Umdrehung der Erde um die Sonne benötigt wird.

Aber wenn wir die Zeit messen, die die Sonne benötigt, um zum gleichen Punkt im Himmelskoordinatensystem zurückzukehren, zum Beispiel zum Frühlingsäquinoktium, dann erhalten wir die Dauer "Sonnenjahr" 365 Tage 5 Stunden 48 Minuten 46 Sekunden. Der Unterschied zwischen Stern- und Sonnenjahr ist auf die Präzession der Tagundnachtgleichen zurückzuführen, jedes Jahr kommen die Tage der Tagundnachtgleiche (und dementsprechend die Sonnenstände) um etwa 20 Minuten "früher". verglichen mit dem vorherigen Jahr. Somit dreht sich die Erde etwas schneller um ihre Umlaufbahn als die Sonne bei ihrer scheinbaren Bewegung durch die Sterne zum Frühlingsäquinoktium zurückkehrt.

Wenn man bedenkt, dass die Dauer der Jahreszeiten in engem Zusammenhang mit der Sonne steht, ist es bei der Erstellung von Kalendern genau "Sonnenjahr" .

Auch in der Astronomie wurde anstelle der üblichen astronomischen Zeit, bestimmt durch die Rotationsperiode der Erde relativ zu den Sternen, eine neue einheitlich aktuelle Zeit eingeführt, die nichts mit der Rotation der Erde zu tun hat und Ephemeridenzeit genannt wird.

Lesen Sie mehr über Ephemeridenzeit im Abschnitt: .

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Unser Planet ist ständig in Bewegung:

• Rotation um die eigene Achse, Bewegung um die Sonne;
• Rotation zusammen mit der Sonne um das Zentrum unserer Galaxie;
• Bewegung relativ zum Zentrum der Lokalen Gruppe von Galaxien und anderen.

Bewegung der Erde um ihre eigene Achse

Drehung der Erde um ihre Achse(Abb. 1). Als Erdachse wird eine gedachte Linie genommen, um die sie sich dreht. Diese Achse weicht um 23 ° 27 "von der Senkrechten zur Ebene der Ekliptik ab. Die Erdachse schneidet die Erdoberfläche an zwei Punkten - den Polen - dem Norden und dem Süden. Vom Nordpol aus gesehen tritt die Erdrotation auf gegen den Uhrzeigersinn oder, wie allgemein angenommen wird, von West nach Ost. Der Planet dreht sich an einem Tag vollständig um seine Achse.

Reis. 1. Rotation der Erde um ihre Achse

Ein Tag ist eine Zeiteinheit. Getrennte Stern- und Sonnentage.

siderischer Tag ist die Zeit, die die Erde benötigt, um sich relativ zu den Sternen um ihre eigene Achse zu drehen. Sie entsprechen 23 Stunden 56 Minuten 4 Sekunden.

Sonnentag ist die Zeit, die die Erde benötigt, um sich in Bezug auf die Sonne um ihre Achse zu drehen.

Der Rotationswinkel unseres Planeten um seine Achse ist in allen Breitengraden gleich. In einer Stunde bewegt sich jeder Punkt auf der Erdoberfläche um 15° von seiner ursprünglichen Position. Gleichzeitig ist die Bewegungsgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur geografischen Breite: Am Äquator beträgt sie 464 m / s und bei einer Breite von 65 ° nur 195 m / s.

Die Rotation der Erde um ihre eigene Achse wurde 1851 von J. Foucault in seinem Experiment nachgewiesen. In Paris wurde im Pantheon ein Pendel unter der Kuppel aufgehängt und darunter ein Kreis mit Unterteilungen. Mit jeder weiteren Bewegung stellte sich heraus, dass das Pendel auf neuen Divisionen stand. Dies kann nur passieren, wenn sich die Erdoberfläche unter dem Pendel dreht. Die Position der Schwingungsebene des Pendels am Äquator ändert sich nicht, da die Ebene mit dem Meridian zusammenfällt. Die axiale Rotation der Erde hat wichtige geografische Auswirkungen.

Wenn sich die Erde dreht, entsteht eine Zentrifugalkraft, die eine wichtige Rolle bei der Formgebung des Planeten spielt und die Schwerkraft verringert.

Eine weitere der wichtigsten Folgen der axialen Drehung ist die Bildung einer Drehkraft - Coriolis-Kräfte. Im 19. Jahrhundert sie wurde zuerst von einem französischen Wissenschaftler auf dem Gebiet der Mechanik berechnet G. Coriolis (1792-1843). Dies ist eine der Trägheitskräfte, die eingeführt werden, um den Einfluss der Drehung eines sich bewegenden Bezugssystems auf die Relativbewegung eines materiellen Punkts zu berücksichtigen. Seine Wirkung kann kurz wie folgt ausgedrückt werden: Jeder sich bewegende Körper auf der Nordhalbkugel weicht nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links aus. Am Äquator ist die Corioliskraft null (Abb. 3).

Reis. 3. Wirkung der Coriolis-Kraft

Die Wirkung der Coriolis-Kraft erstreckt sich auf viele Phänomene der geographischen Hülle. Seine ablenkende Wirkung macht sich besonders in Bewegungsrichtung von Luftmassen bemerkbar. Unter dem Einfluss der Ablenkkraft der Erdrotation nehmen die Winde der gemäßigten Breiten beider Hemisphären eine überwiegend westliche Richtung und in tropischen Breiten - Osten. Eine ähnliche Manifestation der Coriolis-Kraft findet sich in der Bewegungsrichtung des Ozeanwassers. Mit dieser Kraft ist auch die Asymmetrie der Flusstäler verbunden (das rechte Ufer ist in der nördlichen Hemisphäre normalerweise hoch, im Süden das linke).

Die Rotation der Erde um ihre Achse führt auch zu einer Bewegung der Sonneneinstrahlung über die Erdoberfläche von Ost nach West, also zum Wechsel von Tag und Nacht.

Der Wechsel von Tag und Nacht erzeugt einen täglichen Rhythmus in der belebten und unbelebten Natur. Der Tagesrhythmus ist eng mit den Licht- und Temperaturverhältnissen verbunden. Bekannt sind der tägliche Temperaturverlauf, Tag- und Nachtwinde etc. Tagesrhythmen gibt es auch bei Wildtieren - Photosynthese ist nur tagsüber möglich, die meisten Pflanzen öffnen ihre Blüten zu unterschiedlichen Stunden; Manche Tiere sind tagsüber aktiv, andere nachts. Auch das menschliche Leben verläuft in einem täglichen Rhythmus.

Eine weitere Folge der Rotation der Erde um ihre eigene Achse ist der Zeitunterschied an verschiedenen Punkten auf unserem Planeten.

Seit 1884 wurde ein Zonenzeitkonto eingeführt, das heißt, die gesamte Erdoberfläche wurde in 24 Zeitzonen zu je 15° eingeteilt. Hinter Normalzeit Nehmen Sie die Ortszeit des Mittelmeridians jedes Gürtels. Benachbarte Zeitzonen unterscheiden sich um eine Stunde. Die Grenzen der Gürtel werden unter Berücksichtigung politischer, administrativer und wirtschaftlicher Grenzen gezogen.

Der Nullgürtel ist Greenwich (namens Greenwich Observatory in der Nähe von London), der auf beiden Seiten des Nullmeridians verläuft. Die Zeit des Null- oder Anfangsmeridians wird berücksichtigt Weltzeit.

Meridian 180° als international akzeptiert Datum Messlinie- eine bedingte Linie auf der Oberfläche des Globus, auf deren beiden Seiten Stunden und Minuten zusammenfallen und Kalenderdaten sich um einen Tag unterscheiden.

Für eine rationellere Nutzung des Tageslichts im Sommer wurde 1930 unser Land eingeführt Mutterschaftszeit, der Zone um eine Stunde voraus. Dazu wurden die Zeiger der Uhr um eine Stunde vorgestellt. In dieser Hinsicht lebt Moskau, das sich in der zweiten Zeitzone befindet, nach der Zeit der dritten Zeitzone.

Seit 1981, zwischen April und Oktober, wurde die Zeit um eine Stunde vorgestellt. Diese sog Sommerzeit. Es wird eingeführt, um Energie zu sparen. Im Sommer ist Moskau der Standardzeit zwei Stunden voraus.

Die Zeitzone, in der sich Moskau befindet, ist Moskau.

Bewegung der Erde um die Sonne

Die Erde dreht sich um ihre eigene Achse und bewegt sich gleichzeitig um die Sonne, wobei sie den Kreis in 365 Tagen 5 Stunden 48 Minuten 46 Sekunden umrundet. Dieser Zeitraum heißt astronomisches Jahr. Der Einfachheit halber wird davon ausgegangen, dass ein Jahr 365 Tage hat, und alle vier Jahre, wenn sich 24 von sechs Stunden „ansammeln“, gibt es nicht 365, sondern 366 Tage im Jahr. Dieses Jahr heißt Schaltjahr, und dem Februar wird ein Tag hinzugefügt.

Der Weg im Weltraum, auf dem sich die Erde um die Sonne bewegt, wird genannt Orbit(Abb. 4). Die Umlaufbahn der Erde ist elliptisch, daher ist der Abstand von der Erde zur Sonne nicht konstant. Wenn die Erde drin ist Perihel(aus dem Griechischen. Peri- in der Nähe, um und helios- Sonne) - der sonnennächste Punkt der Umlaufbahn - am 3. Januar beträgt die Entfernung 147 Millionen km. Zu dieser Zeit ist auf der Nordhalbkugel Winter. Die weiteste Entfernung von der Sonne in Aphel(aus dem Griechischen. aro- weg von und helios- Sonne) - die größte Entfernung von der Sonne - 5. Juli. Das entspricht 152 Millionen km. Zu dieser Zeit ist auf der Nordhalbkugel Sommer.

Reis. 4. Bewegung der Erde um die Sonne

Die jährliche Bewegung der Erde um die Sonne wird durch die kontinuierliche Änderung der Position der Sonne am Himmel beobachtet – die Mittagshöhe der Sonne und die Position ihres Sonnenauf- und -untergangs ändern sich, die Dauer der hellen und dunklen Teile der Tag ändert sich.

Bei der Bewegung im Orbit ändert sich die Richtung der Erdachse nicht, sie ist immer auf den Polarstern gerichtet.

Aufgrund einer Änderung des Abstands von der Erde zur Sonne sowie aufgrund der Neigung der Erdachse zur Ebene ihrer Bewegung um die Sonne wird im Laufe des Jahres eine ungleichmäßige Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erde beobachtet . So ändern sich die Jahreszeiten, was typisch für alle Planeten ist, die eine Neigung der Rotationsachse zur Ebene ihrer Umlaufbahn haben. (Ekliptik) anders als 90°. Die Umlaufgeschwindigkeit des Planeten auf der Nordhalbkugel ist im Winter höher und im Sommer niedriger. Das Winterhalbjahr dauert also 179 und das Sommerhalbjahr 186 Tage.

Infolge der Bewegung der Erde um die Sonne und der Neigung der Erdachse zur Ebene ihrer Umlaufbahn um 66,5 ° wird auf unserem Planeten nicht nur der Wechsel der Jahreszeiten beobachtet, sondern auch eine Änderung der Tageslänge und Nacht.

Die Rotation der Erde um die Sonne und der Wechsel der Jahreszeiten auf der Erde sind in Abb. 81 (Äquinoktien und Sonnenwenden entsprechend den Jahreszeiten in der nördlichen Hemisphäre).

Nur zweimal im Jahr – an den Tagen der Tagundnachtgleiche sind Tag und Nacht auf der ganzen Erde fast gleich lang.

Tagundnachtgleiche- der Moment, in dem der Mittelpunkt der Sonne während seiner scheinbaren jährlichen Bewegung entlang der Ekliptik den Himmelsäquator kreuzt. Es gibt Frühlings- und Herbstäquinoktien.

Die Neigung der Rotationsachse der Erde um die Sonne an den Tagundnachtgleichen vom 20. bis 21. März und 22. bis 23. September ist neutral gegenüber der Sonne, und die ihr zugewandten Teile des Planeten werden von Pol zu Pol gleichmäßig beleuchtet (Abb. 5). Die Sonnenstrahlen fallen senkrecht auf den Äquator.

Der längste Tag und die kürzeste Nacht treten zur Sommersonnenwende auf.

Reis. 5. Beleuchtung der Erde durch die Sonne an den Tagen der Tagundnachtgleiche

Sonnenwende- der Moment des Durchgangs der vom Äquator am weitesten entfernten Punkte der Ekliptik (Sonnenwendepunkte) durch das Zentrum der Sonne. Es gibt Sommer- und Wintersonnenwende.

Am Tag der Sommersonnenwende am 21./22. Juni nimmt die Erde eine Position ein, in der das nördliche Ende ihrer Achse zur Sonne geneigt ist. Und die Strahlen fallen vertikal nicht auf den Äquator, sondern auf den nördlichen Wendekreis, dessen Breite 23 ° 27 beträgt. "Tag und Nacht werden nicht nur die Polarregionen beleuchtet, sondern auch der Raum darüber hinaus bis zur Breite 66 ° 33" ( Nördlicher Polarkreis). Auf der Südhalbkugel erweist sich zu dieser Zeit nur der Teil, der zwischen dem Äquator und dem südlichen Polarkreis (66°33") liegt, als beleuchtet. Darüber hinaus ist an diesem Tag die Erdoberfläche nicht beleuchtet.

Am Tag der Wintersonnenwende am 21./22. Dezember läuft alles umgekehrt ab (Abb. 6). Die Sonnenstrahlen fallen bereits steil auf den südlichen Wendekreis. Beleuchtet werden auf der Südhalbkugel Gebiete, die nicht nur zwischen Äquator und Wendekreis liegen, sondern auch rund um den Südpol. Diese Situation hält bis zur Frühlings-Tagundnachtgleiche an.

Reis. 6. Beleuchtung der Erde am Tag der Wintersonnenwende

An zwei Parallelen der Erde an den Tagen der Sonnenwende steht die Sonne am Mittag direkt über dem Kopf des Betrachters, also im Zenit. Solche Parallelen nennt man Tropen. Auf dem Wendekreis des Nordens (23° N) steht die Sonne am 22. Juni im Zenit, auf dem Wendekreis des Südens (23° S) am 22. Dezember.

Am Äquator ist Tag immer gleich Nacht. Der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche und die dortige Tageslänge ändern sich kaum, sodass der Wechsel der Jahreszeiten nicht zum Ausdruck kommt.

Polarkreise bemerkenswert, da sie die Grenzen von Gebieten sind, in denen es polare Tage und Nächte gibt.

Polartag- die Zeit, in der die Sonne nicht unter den Horizont fällt. Je weiter entfernt vom Polarkreis in Polnähe, desto länger der Polartag. Auf der Breite des Polarkreises (66,5°) dauert sie nur einen Tag, am Pol 189 Tage. Auf der Nordhalbkugel auf der Breite des Polarkreises wird der Polartag am 22. Juni - dem Tag der Sommersonnenwende - und auf der Südhalbkugel auf der Breite des südlichen Polarkreises - am 22. Dezember begangen.

Polarnacht dauert von einem Tag am Breitengrad des Polarkreises bis zu 176 Tagen an den Polen. Während der Polarnacht erscheint die Sonne nicht über dem Horizont. Auf der Nordhalbkugel, am Breitengrad des Polarkreises, wird dieses Phänomen am 22. Dezember beobachtet.

Es ist unmöglich, ein so wunderbares Naturphänomen wie weiße Nächte nicht zu bemerken. Weiße Nächte- das sind helle Nächte zu Beginn des Sommers, wenn die Abenddämmerung mit der Morgendämmerung zusammenfällt und die Dämmerung die ganze Nacht dauert. Sie werden in beiden Hemisphären bei Breitengraden über 60° beobachtet, wenn der Mittelpunkt der Sonne um Mitternacht um nicht mehr als 7° unter den Horizont fällt. In St. Petersburg (ca. 60°N) dauern weiße Nächte vom 11. Juni bis 2. Juli, in Archangelsk (64°N) vom 13. Mai bis 30. Juli.

Der jahreszeitliche Rhythmus in Verbindung mit der Jahresbewegung wirkt sich vor allem auf die Beleuchtung der Erdoberfläche aus. Abhängig von der Änderung der Höhe der Sonne über dem Horizont auf der Erde gibt es fünf Beleuchtungsgürtel. Der heiße Gürtel liegt zwischen den nördlichen und südlichen Wendekreisen (Wendekreis des Krebses und Wendekreis des Steinbocks), nimmt 40 % der Erdoberfläche ein und zeichnet sich durch die größte Wärmemenge aus, die von der Sonne kommt. Zwischen den Tropen und den Polarkreisen in der südlichen und nördlichen Hemisphäre gibt es mäßige Beleuchtungszonen. Schon hier kommen die Jahreszeiten zum Ausdruck: Je weiter von den Tropen entfernt, desto kürzer und kühler der Sommer, desto länger und kälter der Winter. Die Polargürtel in der nördlichen und südlichen Hemisphäre werden durch die Polarkreise begrenzt. Hier ist die Höhe der Sonne über dem Horizont während des Jahres gering, sodass die Menge an Sonnenwärme minimal ist. Die Polarzonen sind geprägt von polaren Tagen und Nächten.

Abhängig von der jährlichen Bewegung der Erde um die Sonne sind nicht nur der Wechsel der Jahreszeiten und die damit verbundene ungleichmäßige Beleuchtung der Erdoberfläche über die Breitengrade hinweg, sondern auch ein wesentlicher Teil der Prozesse in der geographischen Hülle: jahreszeitliche Wetteränderungen, das Regime von Flüsse und Seen, der Rhythmus im Leben von Pflanzen und Tieren, Arten und Bedingungen der landwirtschaftlichen Arbeit.

Kalender.Kalender- ein System zur Berechnung langer Zeiträume. Dieses System basiert auf periodischen Naturphänomenen, die mit der Bewegung von Himmelskörpern verbunden sind. Der Kalender nutzt astronomische Phänomene - den Wechsel der Jahreszeiten, Tag und Nacht, den Wechsel der Mondphasen. Der erste Kalender war ägyptisch und entstand im 4. Jahrhundert. BC e. Am 1. Januar 45 führte Julius Cäsar den julianischen Kalender ein, der noch heute von der russisch-orthodoxen Kirche verwendet wird. Aufgrund der Tatsache, dass die Dauer des Julianischen Jahres im 16. Jahrhundert um 11 Minuten 14 Sekunden länger ist als das astronomische Jahr. ein „Fehler“ von 10 Tagen angesammelt - der Tag des Frühlingsäquinoktiums kam nicht am 21. März, sondern am 11. März. Dieser Fehler wurde 1582 durch ein Dekret von Papst Gregor XIII. korrigiert. Die Zählung der Tage wurde um 10 Tage vorverlegt, und der Tag nach dem 4. Oktober sollte als Freitag gelten, aber nicht der 5. Oktober, sondern der 15. Oktober. Die Frühlings-Tagundnachtgleiche wurde wieder auf den 21. März zurückgesetzt, und der Kalender wurde als Gregorianischer Kalender bekannt. Es wurde 1918 in Russland eingeführt. Es hat jedoch auch eine Reihe von Nachteilen: ungleiche Dauer der Monate (28, 29, 30, 31 Tage), Ungleichheit der Quartale (90, 91, 92 Tage), Inkonsistenz der Anzahl der Monate nach Wochentagen.

Unser Planet ist in ständiger Bewegung. Zusammen mit der Sonne bewegt es sich im Raum um das Zentrum der Galaxis. Und das wiederum bewegt sich im Universum. Aber das Wichtigste für alle Lebewesen ist die Rotation der Erde um die Sonne und ihre eigene Achse. Ohne diese Bewegung wären die Bedingungen auf dem Planeten ungeeignet, Leben zu erhalten.

Sonnensystem

Die Erde als Planet des Sonnensystems entstand laut Wissenschaftlern vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren. Während dieser Zeit änderte sich der Abstand zur Sonne praktisch nicht. Die Geschwindigkeit des Planeten und die Anziehungskraft der Sonne gleichen seine Umlaufbahn aus. Es ist nicht perfekt rund, aber stabil. Wäre die Anziehungskraft des Sterns stärker oder würde die Geschwindigkeit der Erde merklich abnehmen, dann würde er auf die Sonne fallen. Andernfalls würde es früher oder später in den Weltraum fliegen und nicht mehr Teil des Systems sein.

Der Abstand von der Sonne zur Erde ermöglicht es, die optimale Temperatur auf ihrer Oberfläche aufrechtzuerhalten. Dabei spielt auch die Atmosphäre eine wichtige Rolle. Während sich die Erde um die Sonne dreht, ändern sich die Jahreszeiten. Die Natur hat sich an solche Zyklen angepasst. Aber wenn unser Planet weiter entfernt wäre, dann würde die Temperatur auf ihm negativ werden. Wenn es näher wäre, würde das gesamte Wasser verdampfen, da das Thermometer den Siedepunkt überschreiten würde.

Die Bahn eines Planeten um einen Stern nennt man Umlaufbahn. Die Flugbahn dieses Fluges ist nicht perfekt rund. Es hat eine Ellipse. Die maximale Differenz beträgt 5 Millionen km. Der sonnennächste Punkt der Umlaufbahn liegt in einer Entfernung von 147 km. Es heißt Perihel. Sein Land vergeht im Januar. Im Juli befindet sich der Planet in seiner maximalen Entfernung vom Stern. Die größte Entfernung beträgt 152 Millionen km. Dieser Punkt wird Aphel genannt.

Die Rotation der Erde um ihre Achse und die Sonne sorgt jeweils für eine Änderung der täglichen Regime und jährlichen Perioden.

Für einen Menschen ist die Bewegung des Planeten um das Zentrum des Systems nicht wahrnehmbar. Denn die Masse der Erde ist enorm. Trotzdem fliegen wir jede Sekunde etwa 30 km durch den Weltraum. Es scheint unrealistisch, aber so sind die Berechnungen. Im Durchschnitt wird angenommen, dass sich die Erde in einer Entfernung von etwa 150 Millionen km von der Sonne befindet. In 365 Tagen macht er eine komplette Umdrehung um den Stern. Die in einem Jahr zurückgelegte Strecke beträgt fast eine Milliarde Kilometer.

Die genaue Entfernung, die unser Planet in einem Jahr um die Sonne zurücklegt, beträgt 942 Millionen km. Gemeinsam mit ihr bewegen wir uns im All auf einer elliptischen Umlaufbahn mit einer Geschwindigkeit von 107.000 km/h. Die Drehrichtung ist von West nach Ost, also gegen den Uhrzeigersinn.

Der Planet vollzieht keine vollständige Umdrehung in genau 365 Tagen, wie allgemein angenommen wird. Es dauert noch etwa sechs Stunden. Aus Gründen der Chronologie wird diese Zeit jedoch insgesamt für 4 Jahre berücksichtigt. Dadurch „läuft“ ein zusätzlicher Tag ein, er kommt im Februar hinzu. Ein solches Jahr gilt als Schaltjahr.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um die Sonne ist nicht konstant. Es weist Abweichungen vom Mittelwert auf. Dies liegt an der elliptischen Umlaufbahn. Der Unterschied zwischen den Werten ist an den Punkten Perihel und Aphel am stärksten und beträgt 1 km/sec. Diese Änderungen sind nicht wahrnehmbar, da wir und alle Objekte um uns herum uns im selben Koordinatensystem bewegen.

Wechsel der Jahreszeiten

Die Rotation der Erde um die Sonne und die Neigung der Planetenachse ermöglichen den Wechsel der Jahreszeiten. Am Äquator ist es weniger auffällig. Aber näher an den Polen ist die jährliche Zyklizität ausgeprägter. Die Nord- und Südhalbkugel des Planeten werden durch die Energie der Sonne ungleichmäßig erwärmt.

Sie bewegen sich um den Stern und passieren vier bedingte Punkte der Umlaufbahn. Gleichzeitig stellen sie sich während des halbjährlichen Zyklus zweimal abwechselnd als weiter oder näher heraus (im Dezember und Juni - die Tage der Sonnenwende). Dementsprechend ist dort, wo sich die Erdoberfläche besser erwärmt, die Umgebungstemperatur höher. Die Zeit in einem solchen Gebiet wird normalerweise als Sommer bezeichnet. Auf der anderen Erdhalbkugel ist es zu dieser Zeit merklich kälter – dort ist Winter.

Nach drei Monaten einer solchen Bewegung mit einer Häufigkeit von sechs Monaten befindet sich die Planetenachse so, dass beide Hemisphären unter den gleichen Erwärmungsbedingungen sind. Zu dieser Zeit (im März und September - den Tagen der Tagundnachtgleiche) sind die Temperaturregime ungefähr gleich. Dann kommen je nach Hemisphäre Herbst und Frühling.

Erdachse

Unser Planet ist ein sich drehender Ball. Seine Bewegung erfolgt um eine bedingte Achse und erfolgt nach dem Kreiselprinzip. Wenn Sie sich im unverdrehten Zustand mit der Basis in die Ebene lehnen, wird das Gleichgewicht gehalten. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit schwächer wird, fällt die Spitze.

Die Erde hat keinen Halt. Auf den Planeten wirken die Anziehungskräfte der Sonne, des Mondes und anderer Objekte des Systems und des Universums. Trotzdem behält es eine konstante Position im Raum bei. Die Geschwindigkeit seiner Rotation, die während der Bildung des Kerns erreicht wird, reicht aus, um ein relatives Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Die Erdachse geht durch die Kugel des Planeten nicht senkrecht. Es ist in einem Winkel von 66°33´ geneigt. Die Drehung der Erde um ihre eigene Achse und die Sonne ermöglichen es, die Jahreszeiten zu ändern. Der Planet würde im Weltraum "taumeln", wenn er keine strikte Ausrichtung hätte. Von einer Konstanz der Umweltbedingungen und Lebensvorgänge auf seiner Oberfläche wäre keine Rede.

Axiale Rotation der Erde

Die Rotation der Erde um die Sonne (eine Umdrehung) findet während des Jahres statt. Tagsüber wechselt es zwischen Tag und Nacht. Wenn Sie aus dem Weltraum auf den Nordpol der Erde blicken, können Sie sehen, wie er sich gegen den Uhrzeigersinn dreht. Eine volle Umdrehung dauert etwa 24 Stunden. Dieser Zeitraum wird als Tag bezeichnet.

Die Rotationsgeschwindigkeit bestimmt die Geschwindigkeit des Tag-Nacht-Wechsels. In einer Stunde dreht sich der Planet um etwa 15 Grad. Die Rotationsgeschwindigkeit an verschiedenen Punkten seiner Oberfläche ist unterschiedlich. Dies liegt daran, dass es eine Kugelform hat. Am Äquator beträgt die lineare Geschwindigkeit 1669 km / h oder 464 m / s. Näher an den Polen nimmt diese Zahl ab. Am dreißigsten Breitengrad beträgt die lineare Geschwindigkeit bereits 1445 km / h (400 m / s).

Aufgrund der axialen Rotation hat der Planet von den Polen aus eine leicht komprimierte Form. Außerdem "zwingt" diese Bewegung sich bewegende Objekte (einschließlich Luft- und Wasserströmungen), von der ursprünglichen Richtung abzuweichen (Coriolis-Kraft). Eine weitere wichtige Folge dieser Rotation sind die Ebbe und Flut.

der Wechsel von Tag und Nacht

Ein kugelförmiges Objekt mit der einzigen Lichtquelle zu einem bestimmten Zeitpunkt wird nur halb beleuchtet. In Bezug auf unseren Planeten in einem Teil davon wird es in diesem Moment einen Tag geben. Der unbeleuchtete Teil wird vor der Sonne verborgen - es ist Nacht. Die axiale Drehung ermöglicht es, diese Perioden zu ändern.

Neben dem Lichtregime ändern sich die Bedingungen für die Erwärmung der Planetenoberfläche mit der Energie der Leuchte. Dieser Kreislauf ist wichtig. Die Änderungsgeschwindigkeit von Licht- und Wärmeregimen erfolgt relativ schnell. In 24 Stunden hat die Oberfläche keine Zeit, sich zu überhitzen oder unter das Optimum abzukühlen.

Die Rotation der Erde um die Sonne und ihre Achse mit relativ konstanter Geschwindigkeit ist für die Tierwelt von entscheidender Bedeutung. Ohne die Konstanz der Umlaufbahn wäre der Planet nicht in der Zone optimaler Erwärmung geblieben. Ohne Achsrotation würden Tag und Nacht sechs Monate dauern. Weder das eine noch das andere würde zur Entstehung und Erhaltung des Lebens beitragen.

Ungleichmäßige Drehung

Die Menschheit hat sich daran gewöhnt, dass Tag und Nacht ständig wechseln. Diese diente als eine Art Zeitmaß und als Symbol für die Gleichförmigkeit der Lebensvorgänge. Die Rotationsdauer der Erde um die Sonne wird bis zu einem gewissen Grad von der Ellipse der Umlaufbahn und anderen Planeten des Systems beeinflusst.

Ein weiteres Merkmal ist die Veränderung der Tageslänge. Die axiale Rotation der Erde ist ungleichmäßig. Es gibt mehrere Hauptgründe. Saisonale Schwankungen im Zusammenhang mit der Dynamik der Atmosphäre und der Niederschlagsverteilung sind wichtig. Außerdem bremst die gegen die Bewegung des Planeten gerichtete Flutwelle diesen ständig ab. Diese Zahl ist vernachlässigbar (für 40.000 Jahre für 1 Sekunde). Aber über 1 Milliarde Jahre hat sich die Tageslänge unter dessen Einfluss um 7 Stunden erhöht (von 17 auf 24).

Untersucht werden die Folgen der Rotation der Erde um die Sonne und ihre Achse. Diese Studien sind von großer praktischer und wissenschaftlicher Bedeutung. Sie werden nicht nur zur genauen Bestimmung von Sternkoordinaten verwendet, sondern auch zur Identifizierung von Mustern, die menschliche Lebensprozesse und Naturphänomene in der Hydrometeorologie und anderen Bereichen beeinflussen können.

Sehr lange dachten die Menschen, dass unser Planet eine abgeflachte Form hat und auf 3 Walen liegt. Eine Person ist nicht in der Lage, ihre Rotation zu bemerken, da sie selbst darauf ist. Grund dafür ist die Größe. Sie sind sehr wichtig! Die Größe eines Mannes ist im Verhältnis zur Größe des Globus zu klein. Die Zeit schritt voran, die Wissenschaft schritt voran und mit ihr die Vorstellungen der Menschen von ihrem eigenen Planeten.

Wo sind wir heute angekommen? Stimmt das und nicht umgekehrt? Welche anderen astronomischen Erkenntnisse in diesem Bereich sind gültig? Über alles in Ordnung.

Entlang seiner Achse

Heute wissen wir, dass sie an zwei Arten ihrer Bewegung gleichzeitig teilnimmt: Die Erde dreht sich um die Sonne und um ihre eigene imaginäre Achse. Ja, Achsen! Unser Planet hat eine imaginäre Linie, die die Erdoberfläche an ihren beiden Polen „durchdringt“. Zeichnen Sie die Achse gedanklich in den Himmel, und sie wird neben dem Polarstern vorbeiziehen. Deshalb erscheint uns dieser Punkt immer bewegungslos und der Himmel scheint sich zu drehen. Wir denken, dass wir uns von Ost nach West bewegen, aber wir stellen fest, dass es uns nur scheint! Eine solche Bewegung ist sichtbar, da sie die gegenwärtige Rotation des Planeten widerspiegelt - entlang der Achse.

Die tägliche Rotation dauert genau 24 Stunden. Mit anderen Worten, an einem Tag vollführt die Erdkugel eine volle Umdrehung um ihre eigene Achse. Jeder der irdischen Punkte geht zuerst durch die beleuchtete Seite, dann durch die dunkle Seite. Und einen Tag später wiederholt sich alles noch einmal.

Für uns sieht es aus wie ein ständiger Wechsel von Tagen und Nächten: morgens - nachmittags - abends - morgens ... Wenn sich der Planet nicht so drehen würde, dann wäre auf der dem Licht zugewandten Seite ewiger Tag und ewige Nacht auf der anderen Seite. Entsetzlich! Gut, dass es nicht so ist! Im Allgemeinen haben wir die tägliche Rotation herausgefunden. Lassen Sie uns nun herausfinden, wie oft sich die Erde um die Sonne dreht.

Solarer „Rundtanz“

Auch dies ist mit bloßem Auge nicht erkennbar. Dieses Phänomen ist jedoch zu spüren. Wir alle kennen die warmen und kalten Jahreszeiten sehr gut. Aber was haben sie mit den Bewegungen des Planeten gemeinsam? Ja, sie haben alles gemeinsam! Die Erde dreht sich in dreihundertfünfundsechzig Tagen oder einem Jahr um die Sonne. Darüber hinaus ist unser Globus an anderen Bewegungen beteiligt. Zum Beispiel bewegt sich die Erde zusammen mit der Sonne und ihren "Kollegen" - den Planeten - relativ zu ihrer eigenen Galaxie - der Milchstraße, die sich wiederum relativ zu ihren "Kollegen" - anderen Galaxien - bewegt.

Es ist wichtig zu wissen, dass im ganzen Universum nichts unbeweglich ist, alles fließt und sich verändert! Beachten Sie, dass die Bewegung des Himmelskörpers, die wir sehen, nur eine Reflexion eines rotierenden Planeten ist.

Stimmt die Theorie?

Heute versuchen viele Menschen das Gegenteil zu beweisen: Sie glauben, dass sich nicht die Erde um die Sonne dreht, sondern im Gegenteil der Himmelskörper um den Globus. Einige Wissenschaftler sprechen von der gemeinsamen Bewegung von Erde und Sonne, die relativ zueinander auftritt. Vielleicht werden die wissenschaftlichen Köpfe der Welt eines Tages alle heute bekannten wissenschaftlichen Vorstellungen über den Weltraum "auf den Kopf stellen"! Also, alle Punkte über dem „und“ sind gepunktet, und Sie und ich haben das um die Sonne herum gelernt (übrigens mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Kilometern pro Sekunde), und sie macht eine volle Umdrehung in 365 Tagen (oder 1 Jahr), gleichzeitig dreht sich unser Planet an einem Tag (24 Stunden) um seine Achse.