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 Drehung der Erde um ihre Achse führt auch zur Bewegung der Sonnenbeleuchtung 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 Erdoberfläche, auf deren beiden Seiten Stunden und Minuten zusammenfallen und Kalenderdaten um einen Tag abweichen.

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.-21. März und 22.-23. 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 am Breitengrad des Polarkreises wird der Polartag am 22. Juni - dem Tag der Sommersonnenwende - und auf der Südhalbkugel am Breitengrad 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 gibt es nicht nur den Wechsel der Jahreszeiten und die damit verbundene ungleichmäßige Beleuchtung der Erdoberfläche über Breitengrade hinweg, sondern auch einen wesentlichen Teil der Prozesse in der geographischen Hülle: jahreszeitliche Wetteränderungen, die Regime von Flüssen 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 Monatslänge (28, 29, 30, 31 Tage), Ungleichheit der Quartale (90, 91, 92 Tage), Inkonsistenz der Anzahl der Monate nach Wochentagen.

Bei der Bewegung der Erde um die Sonne bleibt die gedachte Erdachse stets in einem Winkel von 66,5° zur Ebene der Erdbahn geneigt. Diese beiden Faktoren – die Neigung der Achse und die Bewegung der Erde um die Sonne – führen zum Wechsel der Jahreszeiten. Die Neigung der Achse bewirkt einen unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen und damit eine unterschiedliche Versorgung der Erdoberfläche mit Sonnenstrahlung und eine ungleiche Länge von Tag und Nacht. Der jahreszeitliche Rhythmus der Natur ist mit dem Wechsel der Jahreszeiten verbunden.

Betrachten wir die Position der Erde in den charakteristischsten Perioden. Beispielsweise erweist sich die Neigung der Achse am 21. März und 23. September (während der Frühlings- und Herbstäquinoktien) als neutral in Bezug auf die Sonne 1 . Gleichzeitig werden beide Hemisphären der Erde (sowohl die nördliche als auch die südliche) gleichermaßen von der Sonne beleuchtet. Auf allen Breitengraden in diesen Perioden beträgt die Dauer von Tag und Nacht 12 Stunden. An den Tagen der Frühlings- und Herbstäquinoktien fallen die Sonnenstrahlen senkrecht auf den Äquator, d.h. Die Sonne steht mittags am Äquator im Zenit.

Am 22. Juni (Sommersonnenwende) nimmt die Erde eine solche Position ein, dass das nördliche Ende ihrer Achse zur Sonne geneigt ist, während die Nordhalbkugel maximal beleuchtet wird. Die Sonnenstrahlen fallen nicht mehr senkrecht auf den Äquator, sondern auf den nördlichen Wendekreis (den Wendekreis des Krebses), dessen Breite 23,5 o N beträgt. So steht die Sonne am 22. Juni mittags im Zenit über dem nördlichen Wendekreis. Bei 66,5 ungefähr nördlicher Breite (Polarkreis) am 22. Juni wird ein Polartag beobachtet, d.h. Die Sonne geht nicht genau einen Tag lang unter den Horizont. Rund um die Uhr wird nicht nur der Breitengrad des Polarkreises, sondern der gesamte Raum nördlich davon bis zum Nordpol beleuchtet.

Bei 66,5 ungefähr südlicher Breite (südlicher Polarkreis) und südlich davon bis zum Südpol am 22. Juni, Polarnacht. Der 22. Juni ist der längste Tag des Jahres auf der Nordhalbkugel und der kürzeste Tag auf der Südhalbkugel.

Der 22. Dezember (Wintersonnenwende) ist das Gegenteil. Die Sonnenstrahlen fallen bereits steil auf den südlichen Wendekreis (den Wendekreis des Steinbocks). Auf der Breite des Polarkreises und südlich davon - der Polartag und auf der Breite des Polarkreises und nördlich davon - die Polarnacht. Die Erde ist so positioniert, dass die Südhalbkugel stärker beleuchtet ist als die Nordhalbkugel. Der 22. Dezember ist der kürzeste Tag des Jahres auf der Nordhalbkugel und der längste Tag auf der Südhalbkugel.

Auf dem Globus sind fünf Beleuchtungsgürtel zu unterscheiden, deren Grenzen die Wendekreise und die Polarkreise sind. Die tropische Zone (nimmt 40% der Erdoberfläche ein) zeichnet sich dadurch aus, dass die Sonne an jedem Punkt zweimal im Jahr mittags im Zenit steht, in den Tropen selbst - einer; am nördlichen Wendekreis am 22. Juni, am südlichen - am 22. Dezember. Das ganze Jahr über ist in der tropischen Zone der Unterschied zwischen der Länge des Tages und der Länge der Nacht vernachlässigbar, und die Dämmerung ist kurz. Es gibt praktisch keine Jahreszeiten.

Zwei gemäßigte Gürtel (besetzen 52 % der Erdoberfläche). Je nach Jahreszeit gibt es spürbare Kontraste in der Länge von Tag und Nacht. Die Dämmerung ist lang. Im Sommer steht die Sonne hoch über dem Horizont (insbesondere in der Nähe der Tropen), obwohl sie die Zenitposition nicht erreicht; Der Sommertag ist sehr lang (besonders in der Nähe der Polarkreise), aber es gibt keinen Polartag. Dementsprechend steht im Winter die Sonne tief über dem Horizont, der Wintertag ist sehr kurz. Der Wechsel der vier Jahreszeiten kommt deutlich zum Ausdruck.

Die beiden Polargürtel nehmen 8 % der Erdoberfläche ein. Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus: im Sommer - ein Polartag, der von einem Tag am Breitengrad des Polarkreises bis zu sechs Monaten am Pol dauert, im Winter - eine Polarnacht mit ähnlicher Dauer. Die Jahreszeiten sind schwach ausgeprägt: sehr kalte, lange Winter und kurze, kalte Sommer.

Neben der Tatsache, dass sich die Erde um die Sonne dreht, dreht sie sich auch um ihre eigene Achse (Tagesrotation). Die Rotationsrichtung ist vom Nordstern aus gesehen von West nach Ost. Die Erde macht in 23 Stunden 56 Minuten eine Umdrehung um ihre Achse. 4 Sek. - 1 Tag). Jeder Punkt auf der Erdoberfläche, mit Ausnahme der Pole, beschreibt innerhalb eines Tages einen mehr oder weniger großen Kreis, wenn wir davon ausgehen, dass die Achse unbewegt ist. Als Folge davon scheinen sich die Himmelskörper von Osten nach Westen zu bewegen. Ein experimenteller Nachweis der Rotation der Erde um ihre Achse ist das Experiment mit dem Foucault-Pendel. Mit der axialen Rotation der Erde sind mehrere geografische Konsequenzen verbunden:

Kompression der Erde von den Polen;

der Wechsel von Tag und Nacht, der mit dem Tagesrhythmus der Natur verbunden ist;

Entstehung der Coriolis-Kraft. Bei jeder Bewegung in einem rotierenden System ist diese Kraft senkrecht zur Rotationsachse gerichtet. Aufgrund der Coriolis-Kraft nehmen Winde in gemäßigten Breiten beider Hemisphären eine überwiegend westliche Richtung und in tropischen Breiten - Osten (Passatwinde). Eine ähnliche Manifestation der Coriolis-Kraft findet sich in der Bewegungsrichtung des Ozeanwassers. Die Coriolis-Kraft erklärt auch das Baer-Babinet-Gesetz, wonach die rechten Ufer der Flüsse auf der Nordhalbkugel steiler sind als die linken, und auf der Südhalbkugel die Verhältnisse umgekehrt sind.

Die Bewegung der Erde um die Sonne erfolgt auf einer annähernd elliptischen Umlaufbahn. Die Geschwindigkeit der Erde beträgt etwa 30 km pro Sekunde. Die Erde macht in 365,26 Tagen eine komplette Umdrehung. Diese Zeit wird Sternjahr genannt. Die Erdachse ist ständig in einem Winkel von 66,5° zur Bahnebene geneigt. Wenn sich die Erde um die Sonne bewegt, ändert die Achse ihre Position nicht. Daher trifft jeder Punkt auf der Erdoberfläche auf die Sonnenstrahlen in Winkeln, die sich im Laufe des Jahres ändern. In verschiedenen Jahreszeiten erhalten die Erdhalbkugeln gleichzeitig eine ungleiche Menge an Sonnenwärme und Licht, was den Wechsel der Jahreszeiten verursacht. Am Äquator fallen die Sonnenstrahlen das ganze Jahr über fast im gleichen Winkel ein, sodass sich die Jahreszeiten dort kaum voneinander unterscheiden. Das liegt an der Sphärizität unserer Erde. In den gemäßigten Breiten sind die Jahreszeiten sehr unterschiedlich. Das liegt nicht nur an der Sphärizität der Erde, sondern auch an den ganzjährig unterschiedlichen Positionen der Planeten, die durch die Neigung der Erdrotationsachse zur Umlaufbahn bestimmt wird und sich auf die Änderung des Einfallswinkels auswirkt der Sonnenstrahl das ganze Jahr über.

Länge von Tag und Nacht in verschiedenen Breiten der nördlichen Hemisphäre zu verschiedenen Jahreszeiten

Bei der Bewegung um die Sonne dreht sich die Erde gleichzeitig von West nach Ost mit einer vollständigen Umdrehung während eines Sternentages oder in 23 Stunden 56 Minuten 4,0905 Sekunden um ihre Achse. Mit dieser Bewegung auf der Erde ist der Wechsel von Tag und Nacht verbunden. Auf der von der Sonne beleuchteten Seite - Tag, auf der gegenüberliegenden Seite - Nacht. Nur am Pol gibt es keine übliche Zeiteinteilung in Tage und Nächte, da die Sonne etwa ein halbes Jahr lang nicht unter den Horizont fällt und nicht für die gleiche Zeit aufgeht. Nur im Herbst und Frühjahr ist in diesen Breiten der Wechsel von Tag und Nacht zu beobachten.

Eine Vorstellung von der Änderung der Tag- und Nachtlänge in verschiedenen Breitengraden kann durch Untersuchung der Abbildung gewonnen werden.

Eine der Folgen der Rotation der Erde um ihre Achse ist die Abweichung sich bewegender Körper auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links. Sie wird durch die Wirkung der Coriolis-Kraft auf der Grundlage des Trägheitsgesetzes verursacht. Demnach versucht jeder Körper, die Richtung und Geschwindigkeit seiner Bewegung beizubehalten, während sich die rotierende Erde unterdessen bewegt, was eine Abweichung in der Richtung des sich bewegenden Körpers verursacht. Die Corioliskraft wirkt ablenkend auf die Luftbewegung ein und aus

Diese Gleichungen ermöglichen es, die Eigenschaften der Erdrotation zu berechnen - die Koordinaten des Pols und die Geschwindigkeit der Erdrotation. Wenn die Eismassen unbekannt sind, aber Daten über die Instabilitäten der Erdrotation vorliegen, kann das umgekehrte Problem gelöst werden: Berechnen Sie anhand der Koordinaten des Pols und der Rotationsgeschwindigkeit die Jahreswerte der Massen von Eis in der Antarktis, Grönland und Wasser im Weltmeer. Leider konnten wir nicht mithalten...

Rassen. Gleichzeitig wird die Dicke der Kruste geringer und beträgt durchschnittlich 10-15 km. Besonders dünn wird die Kruste in Tiefseesenken (4-5 km). Das anomale Gravitationsfeld der Erde spiegelt die Gesamtwirkung gravitativer Massen wider, die sich in unterschiedlichen Tiefen der Erdkruste und des oberen Erdmantels befinden. Trotz der schwierigen...

Prosaischer ausgedrückt hängen sie mit periodischen Schwingungen physikalischer Systeme und dem Einwirken äußerer Kräfte, die ebenfalls physikalischer Natur sind, auf sie zusammen. Naturkatastrophen werden also durch periodische Schwingungen des Systems Atmosphäre - Ozean - Erde unter dem Einfluss der Sonne (Präzession), ungleichmäßige Erwärmung der Atmosphäre (Aufprall von Luftmassen auf die Erde), ungleichmäßige Erwärmung des Ozeans (Ozean . ..

In der Reihenfolge des Spektrums (Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Violett) sind die Farben jedoch fast nie rein, da sich die Bänder überlappen. In der Regel variieren die physikalischen Eigenschaften von Regenbögen erheblich und daher sind sie in ihrem Aussehen sehr unterschiedlich. Ihr gemeinsames Merkmal ist, dass der Mittelpunkt des Bogens immer auf einer geraden Linie liegt, die von ...

Die Erde dreht sich in 23 Stunden 56 Minuten einmal vollständig um ihre Achse. 4 Sek. Die Winkelgeschwindigkeit aller Punkte auf seiner Oberfläche ist gleich und beträgt 15 Grad / h. Ihre lineare Geschwindigkeit hängt von der Entfernung ab, die die Punkte während ihrer täglichen Rotation zurücklegen müssen. Punkte auf der Äquatorlinie (464 m / s) rotieren mit der höchsten Geschwindigkeit. Die Punkte, die mit dem Nord- und Südpol zusammenfallen, bleiben praktisch bewegungslos. Somit nimmt die lineare Geschwindigkeit von Punkten, die auf demselben Meridian liegen, vom Äquator zu den Polen ab. Es ist die ungleiche lineare Geschwindigkeit von Punkten auf verschiedenen Parallelen, die die Manifestation der ablenkenden Wirkung der Erdrotation (die sogenannte Coriolis-Kraft) nach rechts auf der Nordhalbkugel und nach links - auf der Südhalbkugel relativ zur Erde - erklärt Richtung ihrer Bewegung. Die Ablenkwirkung wirkt sich insbesondere auf die Richtung von Luftmassen und Meeresströmungen aus.

Die Coriolis-Kraft wirkt nur auf bewegte Körper, sie ist proportional zu ihrer Masse und Bewegungsgeschwindigkeit und hängt vom Breitengrad ab, auf dem sich der Punkt befindet. Je größer die Winkelgeschwindigkeit, desto größer die Coriolis-Kraft. Die Ablenkkraft der Erdrotation nimmt mit dem Breitengrad zu. sein Wert kann durch die Formel berechnet werden

wo m- Last; v- die Bewegungsgeschwindigkeit des Körpers; w- Winkelgeschwindigkeit der Erdrotation; j ist der Breitengrad des gegebenen Punktes.

Die Rotation der Erde bewirkt einen schnellen Wechsel von Tag und Nacht. Der tägliche Wechsel erzeugt einen besonderen Rhythmus in der Entwicklung von physikalischen und geografischen Prozessen und der Natur im Allgemeinen. Eine der wichtigen Folgen der täglichen Rotation der Erde um ihre Achse sind die Gezeiten - das Phänomen periodischer Schwankungen des Meeresspiegels, das durch die Anziehungskräfte von Sonne und Mond verursacht wird. Die meisten dieser Kräfte sind monatlich und bestimmen daher die Hauptmerkmale von Gezeitenphänomenen. Einstromphänomene finden auch in der Erdkruste statt, überschreiten hier jedoch nicht 30-40 cm, während sie in den Ozeanen teilweise 13 m (Penzhina Bay) und sogar 18 m (Bay of Fundy) erreichen. Die Höhe der Wasservorsprünge auf der Oberfläche der Ozeane beträgt etwa 20 cm und sie umkreisen die Ozeane zweimal am Tag. Die extreme Position des Wasserspiegels am Ende des Zuflusses wird als Hochwasser bezeichnet, am Ende des Abflusses als Niedrigwasser; Der Unterschied zwischen diesen Niveaus wird als Magnitude der Flut bezeichnet.

Der Mechanismus von Gezeitenphänomenen ist ziemlich komplex. Ihre Hauptessenz besteht darin, dass die Erde und der Mond das einzige System sind, das sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt dreht, der innerhalb der Erde in einer Entfernung von etwa 4800 km von ihrem Mittelpunkt liegt (Abb. 10). Wie bei jedem Fleisch wirken zwei Kräfte auf das Erde-Mond-System: Anziehung und Zentrifugalkraft. Das Verhältnis dieser Kräfte auf verschiedenen Seiten der Erde ist nicht gleich. Auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde sind die Anziehungskräfte des Mondes größer als die Zentrifugalkräfte des Systems, und ihre Resultierende ist auf den Mond gerichtet. Auf der dem Mond gegenüberliegenden Seite der Erde sind die Zentrifugalkräfte des Systems größer als die Schwerkraft des Mondes, und ihre resultierende Kraft ist von ihm weg gerichtet. Diese resultierenden Kräfte sind Gezeitenkräfte; sie bewirken eine Zunahme des Wassers auf gegenüberliegenden Seiten der Erde.

Reis. 10.

Aufgrund der Tatsache, dass die Erde im Feld dieser Kräfte eine tägliche Rotation durchführt und der Mond sich um sie herum bewegt, versuchen sich Einströmungswellen entsprechend der Position des Mondes daher in jeder Region des Ozeans für 24 Stunden zu bewegen und 50 Minuten. zweimal gibt es Flut und zweimal Ebbe. Täglicher Rückstand von 50 Minuten. aufgrund der fortgeschrittenen Bewegung des Mondes in seiner Umlaufbahn um die Erde.

Die Sonne verursacht auch Gezeiten auf der Erde, obwohl sie dreimal kleiner sind. Sie werden den Mondfluten überlagert und verändern ihre Eigenschaften.

Obwohl sich Sonne, Erde und Mond fast in derselben Ebene befinden, ändern sie ständig ihre relative Position auf ihren Umlaufbahnen, sodass sich ihr Einfluss auf die Einstrahlung entsprechend ändert. Zweimal in einem Monatszyklus – in einem neuen (jungen) Monat und einem Vollmond – stehen Erde, Mond und Sonne auf einer Linie. Zu dieser Zeit fallen die Gezeitenkräfte von Mond und Sonne zusammen und es entstehen ungewöhnlich hohe, sogenannte Springfluten. Im ersten und dritten Mondviertel, wenn die Gezeitenkräfte von Sonne und Mond im rechten Winkel zueinander gerichtet sind, haben sie den gegenteiligen Effekt und die Höhe der Mondfluten beträgt weniger als etwa ein Drittel. Diese Gezeiten werden Quadratur genannt.

Das Problem der Nutzung der kolossalen Energie von Ebbe und Flut hat schon lange die Aufmerksamkeit der Menschheit auf sich gezogen, aber seine Lösung begann erst jetzt mit dem Bau von Gezeitenkraftwerken (TPP). Das erste TKW ging 1960 in Frankreich in Betrieb. In Russland wurde 1968 das TKW Kislogubskaya an der Küste der Kola-Bucht gebaut. Im Bereich des Weißen Meeres sowie in den fernöstlichen Meeren von Kamtschatka ist der Bau mehrerer weiterer TPPs geplant.

Einströmende Wellen verlangsamen allmählich die Geschwindigkeit der Erdrotation, weil sie sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Daher wird der Tag der Erde länger. Es wird geschätzt, dass nur durch Wasserzuflüsse alle 40.000 Jahre der Tag um 1 s zunimmt. Vor einer Milliarde Jahren war ein Tag auf der Erde nur 17 Stunden lang. In einer Milliarde Jahren wird ein Tag 31 Stunden dauern. Und in ein paar Milliarden Jahren wird die Erde immer auf einer Seite zum Mond gedreht sein, so wie jetzt der Mond zur Erde.

Einige Wissenschaftler glauben, dass die Wechselwirkung der Erde mit dem Mond einer der Hauptgründe für die primäre Erwärmung unseres Planeten ist. Durch erzwungene Reibung bewegt sich der Mond mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 cm/Jahr von der Erde weg. Dieser Wert hängt stark vom Abstand zwischen den beiden Körpern ab, der jetzt 60,3 Erdradien beträgt.

Wenn wir davon ausgehen, dass Erde und Mond zunächst viel näher waren, dann müsste einerseits die Gezeitenkraft größer sein. Die Flutwelle erzeugt im Körper des Planeten innere Reibung, die mit der Freisetzung von Wärme einhergeht,

Mit der Rotation der Erde um ihre Achse ist ihre Stärke verbunden, die von der Winkelgeschwindigkeit der täglichen Rotation des Planeten abhängt. Rotation erzeugt eine Zentrifugalkraft, die direkt proportional zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit ist. Jetzt beträgt die Zentrifugalkraft am Äquator, wo sie am größten ist, nur noch 1/289 der Erdanziehungskraft. Im Durchschnitt hat die Erde den 15-fachen Sicherheitsabstand. Die Sonne ist 200-mal und Saturn aufgrund der schnellen Rotation um seine Achse nur 1,5-mal. Seine Ringe entstanden, möglicherweise aufgrund der schnelleren Rotation des Planeten in der Vergangenheit. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass der Mond auch als Ergebnis der Abtrennung eines Teils der Erdmasse im Pazifischen Ozean aufgrund seiner schnellen Rotation entstanden ist. Nach dem Studium von Mondgesteinsproben wurde diese Hypothese jedoch verworfen, aber die Tatsache, dass sich die Form der Erde in Abhängigkeit von ihrer Rotationsgeschwindigkeit ändert, lässt bei Fachleuten keine Zweifel aufkommen.

Begriffe wie Stern-, Sonnen-, Standard- und Ortszeit, Datumsgrenze usw. sind mit der täglichen Rotation der Erde verbunden.Die Zeit ist die Haupteinheit zur Bestimmung der Zeit, während der die scheinbare Drehung der Himmelskugel gegen den Uhrzeigersinn stattfindet. Nachdem der Startpunkt am Himmel bemerkt wurde, wird der Rotationswinkel davon abgezogen, nach dem die verstrichene Zeit berechnet wird. Die Sternenstunde wird ab dem Zeitpunkt des oberen Höhepunkts des Frühlingsäquinoktiums gezählt, an dem sich die Ekliptik mit dem Äquator schneidet. Sie werden für astronomische Beobachtungen verwendet. Die Sonnenzeit (realer oder wahrer Durchschnitt) wird ab dem Moment des unteren Höhepunkts des Zentrums der Sonnenscheibe auf dem Meridian des Beobachters gezählt. Die Ortszeit ist die mittlere Sonnenzeit an jedem Punkt der Erde, die vom Längengrad dieses Punktes abhängt. Je weiter östlich ein Punkt auf der Erde liegt, desto mehr Ortszeit hat er (jeder 15. Längengrad ergibt einen Zeitunterschied von 1 Stunde), und je weiter westlich, desto weniger Zeit.

Die Erdoberfläche ist bedingt in 24 Zeitzonen unterteilt, auf deren Territorium die Zeit als gleich der Zeit des Mittelmeridians angesehen wird, dh des Meridians, der durch die Mitte der Zone verläuft.

In dicht besiedelten Regionen verlaufen die Grenzen der Gürtel entlang der Grenzen von Staaten und Verwaltungsgebieten, manchmal fallen sie mit natürlichen Grenzen zusammen: Flussbetten, Gebirgszüge und dergleichen. In der ersten Zeitzone ist die Zeit eine Stunde vor der Nullzone oder der mittleren Sonnenzeit des Greenwich-Meridians, in der zweiten Zone ist es 2:00 Uhr und so weiter.

Die Standardzeit, die den Planeten in 24 Zeitzonen unterteilt, wurde 1884 p in vielen Ländern der Welt eingeführt. Und obwohl seine Konzentration nicht alle Missverständnisse beseitigt hat, die mit der Zeitberechnung verbunden sind (erinnern wir uns beispielsweise an die jüngsten hitzigen Diskussionen in einigen Regionen der Ukraine über die Einführung auf ihrem Territorium anstelle der Moskauer Kiewer Zeit, dh der Zeit). der zweiten Zeitzone, in der unser Land tatsächlich liegt), dennoch hat sich das System der Zeitzonen auf der Erde durchgesetzt. Schließlich weicht die Normalzeit nicht nur wenig von der Ortszeit ab, sondern ist auch praktisch, wenn man sie auf Reisen in großen geografischen Längen verwendet. In diesem Zusammenhang wäre es angebracht, sich an eine interessante Geschichte zu erinnern, die den Teilnehmern der ersten Weltreise nach ihrem Abschluss unerwartet widerfahren ist.

Ende 1522 zog eine ungewöhnliche Prozession durch die engen Gassen der spanischen Stadt Sevilla: 18 Matrosen der Expedition von F. Magellan waren gerade nach einer langen Seereise in ihren Heimathafen zurückgekehrt. Die Menschen waren während der fast dreijährigen Reise extrem erschöpft. Zum ersten Mal umrundeten sie den Globus, vollbrachten ein Kunststück. Aber die Gewinner waren nicht ähnlich. Mit vor Schwäche zitternden Händen trugen sie brennende Kerzen und steuerten langsam auf die Kathedrale zu, um die unfreiwillige Sünde zu sühnen, die auf einer langen Reise begangen wurde ...

Woran haben sich die Pioniere des Planeten schuldig gemacht? Als sich die Victoria auf ihrem Rückweg den Kapverdischen Inseln näherte, wurde ein Boot an Land geschickt, um Lebensmittel und frisches Wasser zu holen. Die Matrosen kehrten bald zum Schiff zurück und informierten die erstaunte Besatzung: An Land gilt dieser Tag aus irgendeinem Grund als Donnerstag, obwohl es laut Schiffstagebuch Mittwoch ist. Als sie nach Sevilla zurückkehrten, stellten sie schließlich fest, dass sie einen Tag auf ihrem Schiffskonto verloren hatten! Und das bedeutet, dass sie eine große Sünde begangen haben, weil sie alle religiösen Feiertage einen Tag früher feierten, als es der Kalender vorschrieb. Darin bereuten sie in der Kathedrale.

Wie haben erfahrene Segler einen Tag verloren? Es muss gleich gesagt werden, "dass sie beim Zählen der Tage keinen Fehler gemacht haben. Tatsache ist, dass sich der Globus von West nach Ost um seine Achse dreht und an einem Tag eine Umdrehung macht. Die Expedition von F. Magellan bewegte sich in die entgegengesetzte Richtung von Ost nach West und von einer dreijährigen Weltumrundung machte sie ebenfalls eine vollständige Umdrehung um die Erdachse, jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Erdrotationsrichtung, was bedeutet, dass die Reisenden eine Umdrehung machten weniger als alle Menschen auf der Erde. Und sie haben keinen Tag verloren, sondern gewonnen. Wenn sich die Expedition nicht nach Westen, sondern nach Osten bewegt hätte, dann hätte das Schiffstagebuch einen Tag mehr aufgezeichnet als alle Menschen Der Astronom der Expedition von F. Magellan Antonio Pigafetta vermutete, dass es an verschiedenen Orten der Erde zur gleichen Zeit unterschiedlich ist.Und das sollte so sein, weil die Sonne nicht für den gesamten Planeten zur gleichen Zeit aufgeht.Das bedeutet, dass auf jedem Meridian gibt es eine Ortszeit, deren Beginn von diesem Moment an gezählt wird nta, wenn die Sonne tief unter dem Horizont steht, das heißt, sie befindet sich im sogenannten unteren Höhepunkt. Allerdings achten die Menschen bei ihren täglichen Aktivitäten nicht darauf und orientieren sich an der Normalzeit, die der Ortszeit des Mittelmeridians der entsprechenden Zeitzone entspricht.

Aber die Aufteilung des Globus in Zeitzonen löst noch nicht alle Probleme, insbesondere das Problem der rationellen Nutzung der Tageslichtperiode. Daher werden am letzten Sonntag im März in vielen Ländern, einschließlich der Ukraine, die Uhrzeiger um eine Stunde vorgestellt und Ende Oktober wieder auf die Standardzeit zurückgestellt. Der Übergang zur Sommerzeit ermöglicht einen sparsameren Umgang mit Kraftstoff- und Energieressourcen. Darüber hinaus können die Menschen dadurch mehr bei natürlichen Lichtverhältnissen arbeiten und entspannen und die dunkelste Zeit des Tages zum Schlafen nutzen.

In der praktischen Verteilung der Zeitzonen auf unserem Planeten sind die Räume, durch die die Datumsgrenze bedingt verläuft, spezifisch. Diese Linie verläuft meist im offenen Ozean entlang des geografischen Meridians von 180° und weicht dort etwas ab, wo sie Inseln kreuzt oder verschiedene Staaten trennt. Dies geschah, um bestimmte Kalenderunannehmlichkeiten für die Menschen, die sie bewohnen, zu vermeiden. Beim Überqueren der Linie von West nach Ost wiederholt sich das Datum, bei Bewegung in die entgegengesetzte Richtung wird ein Tag vom Konto ausgeschlossen. Interessanterweise gibt es in der Beringstraße zwischen Tschukotka und Alaska zwei Inseln, die durch die internationale Datumsgrenze getrennt sind: die zu Russland gehörende Insel Ratmanov und die zu SELA gehörende Insel Kruzenshtern. Wenn Sie die Entfernung von mehreren Kilometern zwischen den beiden Inseln überwunden haben, können Sie ... ins Gestern gelangen, wenn Sie von der Insel Ratmanov aus segeln, oder ins Morgen, wenn Sie in die entgegengesetzte Richtung fahren.

Die Erde macht in 365 Tagen 6 Stunden 9 Minuten und 9 Sekunden eine vollständige Umdrehung um die Sonne. Am 21. März und 23. September ist die Neigung der Erdachse neutral gegenüber der Sonne (Tagundnachtgleiche) Am 21. Juni nimmt die Erde eine Position ein, bei der ihre Achse am 22. Dezember, dem Tag des , am nördlichen Ende liegt Zur Wintersonnenwende fallen die steilen Strahlen auf den südlichen Wendekreis, und die nördlichen Polarländer, beginnend am Polarkreis, werden nicht beleuchtet. Am Polarkreis und weiter zum Pol steht die Sonne rund um die Uhr über dem Horizont. Dies dauert bis zur Frühlings-Tagundnachtgleiche – dem 21. März.

Beleuchtungsgürtel

Insgesamt gibt es 13 Beleuchtungszonen. Der Äquatorgürtel befindet sich auf beiden Seiten des Äquators. Tag und Nacht sind hier fast immer gleich, die Dämmerung ist sehr kurz, es gibt keinen Wechsel der Jahreszeiten. Tropische Zonen: Die Länge von Tag und Nacht variiert zwischen 10,5 und 13,5 Stunden; Die Dämmerung ist kurz, es gibt zwei Jahreszeiten, die sich in der Temperatur kaum unterscheiden. Subtropische Gürtel: Die Länge von Tag und Nacht für extreme Breiten reicht von 9 Stunden bis 14 Stunden. Die Dämmerung ist kurz, Winter und Sommer sind oft ausgeprägt, Frühling und Herbst sind weniger ausgeprägt. Gemäßigte Zonen: Alle vier Jahreszeiten kommen deutlich zum Ausdruck (Frühling, Sommer, Herbst, Winter). Winter und Sommer sind ungefähr gleich. Gürtel aus Sommernächten und kurzen Wintertagen: Alle vier Jahreszeiten kommen zum Ausdruck, der Winter ist länger als der Sommer. Subpolare Gürtel. Polargürtel: Die Jahreszeiten fallen mit Tag und Nacht zusammen.

Die Bewegung des Doppelplaneten Erde-Mond und Gezeitenreibung

Die universelle Gravitation wird durch die universelle Abstoßung ausgeglichen. Die Essenz der Gravitation (Schwerkraft) besteht darin, dass alle Körper proportional zu ihrer Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen angezogen werden. Abstoßung ist eine Zentrifugalkraft, die bei der Rotation und Zirkulation von Himmelskörpern auftritt. Die Erde und der Mond ziehen sich gegenseitig an, aber der Mond kann nicht auf die Erde fallen, da er sich um die Erde dreht und daher dazu neigt, sich von ihr zu entfernen. Das Gleichgewicht von Anziehung und Abstoßung gilt für die Zentren der Planeten. Sie gilt jedoch nicht für einzelne Punkte der Erdoberfläche. Es gibt also Ebbe und Flut. Das Zusammenwirken zweier Kräfte – der Anziehungskraft und der Zentrifugalkraft – ist die gezeitenbildende Kraft. Die Gezeiten kommen am besten in den Ozeanen zum Ausdruck.

ATMOSPHÄRE

Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle der Erde. Derzeit besteht die Atmosphäre aus folgenden Bestandteilen: Stickstoff – 78,08 %, Sauerstoff – 20,94 %, Argon – 0,93 %, Kohlendioxid – 0,03 %, andere Gase – 0,02 %. Die Atmosphäre besteht aus folgenden Schichten: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Die geografische Hülle umfasst nur die Troposphäre und den unteren Teil der Stratosphäre. Die durchschnittliche Dicke der Troposphäre beträgt etwa 11 km. Oberhalb der Troposphäre befindet sich die Tropopause, eine dünne Übergangsschicht mit einer Dicke von etwa einem Kilometer. Oberhalb der Tropopause befindet sich die Stratosphäre. Die Stratosphäre beginnt 8 km über den Polen und 16-18 km über dem Äquator. Oberhalb der aufgeheizten Schicht der oberen Atmosphäre, nach der Stratopause, also oberhalb von 55 km, liegt die Mesosphäre, die sich bis in eine Höhe von 80 km erstreckt. Darin sinkt die Temperatur wieder auf -90 0C. In Höhen von 80 bis 90 km gibt es eine Mesopause mit einer konstanten Temperatur von etwa 1800 C. Oberhalb der Mesopause befindet sich die Thermosphäre, die sich bis in 800 - 1000 km erstreckt. Oberhalb von 1.000 km beginnt die äußere Atmosphäre oder Exosphäre, die sich bis zu 2.000–3.000 km erstreckt. Die Troposphäre und die untere Stratosphäre werden als untere Atmosphäre bezeichnet, und alle höheren Schichten werden als obere Atmosphäre bezeichnet.

Sonnenstrahlung

Sonnenstrahlung ist die Gesamtheit der Sonnenmaterie und -energie, die auf die Erde gelangt. Sonnenstrahlung transportiert Licht und Wärme. Die Intensität der Sonnenstrahlung muss vor allem außerhalb der Atmosphäre gemessen werden, da sie beim Durchgang durch die Luftkugel umgewandelt und abgeschwächt wird. Die Intensität der Sonnenstrahlung wird durch die Solarkonstante ausgedrückt. Die Solarkonstante ist der Fluss der Sonnenenergie in 1 Minute über eine Fläche mit einem Querschnitt von 1 cm2, senkrecht zu den Sonnenstrahlen und außerhalb der Atmosphäre. Die Sonnenkonstante bleibt entgegen ihrem Namen nicht konstant. Sie ändert sich aufgrund der Änderung des Abstands von der Sonne zur Erde, wenn sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn bewegt. Egal wie klein diese Schwankungen sind, sie wirken sich immer auf Wetter und Klima aus.