Planet kita terus bergerak:

• rotasi di sekitar porosnya sendiri, gerakan mengelilingi Matahari;
• rotasi bersama dengan Matahari di sekitar pusat galaksi kita;
• gerak relatif terhadap pusat Grup Lokal galaksi dan lain-lain.

Pergerakan bumi pada porosnya sendiri

Rotasi Bumi pada porosnya(Gbr. 1). Sebuah garis imajiner diambil untuk sumbu bumi, di mana ia berputar. Sumbu ini menyimpang sebesar 23°27” dari tegak lurus bidang ekliptika. Sumbu bumi bersinggungan dengan permukaan bumi di dua titik – kutub – Utara dan Selatan. Jika dilihat dari Kutub Utara, terjadi rotasi bumi berlawanan arah jarum jam atau, seperti yang diyakini secara umum, dengan barat ke timur. Planet ini membuat rotasi penuh di sekitar porosnya dalam satu hari.

Beras. 1. Rotasi Bumi pada porosnya

Hari adalah satuan waktu. Pisahkan hari sidereal dan matahari.

hari sampingan adalah waktu yang diperlukan bumi untuk berputar pada porosnya terhadap bintang. Sama dengan 23 jam 56 menit 4 detik.

hari matahari adalah waktu yang diperlukan bumi untuk berputar pada porosnya terhadap matahari.

Sudut rotasi planet kita di sekitar porosnya sama di semua garis lintang. Dalam satu jam, setiap titik di permukaan bumi bergerak 15° dari posisi semula. Tetapi pada saat yang sama, kecepatan pergerakan berbanding terbalik dengan garis lintang geografis: di khatulistiwa adalah 464 m / s, dan pada garis lintang 65 ° - hanya 195 m / s.

Rotasi bumi pada porosnya pada tahun 1851 dibuktikan oleh J. Foucault dalam eksperimennya. Di Paris, di Pantheon, pendulum digantung di bawah kubah, dan di bawahnya ada lingkaran dengan bagian. Dengan setiap gerakan berikutnya, pendulum ternyata berada di divisi baru. Ini hanya bisa terjadi jika permukaan bumi di bawah bandul berputar. Posisi bidang ayunan bandul di ekuator tidak berubah, karena bidang tersebut berimpit dengan meridian. Rotasi aksial Bumi memiliki implikasi geografis yang penting.

Saat Bumi berotasi, timbul gaya sentrifugal yang berperan penting dalam membentuk bentuk planet dan mengurangi gaya gravitasi.

Konsekuensi lain yang paling penting dari rotasi aksial adalah pembentukan gaya putar - pasukan Coriolis. Pada abad ke-19 itu pertama kali dihitung oleh seorang ilmuwan Prancis di bidang mekanika G.Coriolis (1792-1843). Ini adalah salah satu gaya inersia yang diperkenalkan untuk memperhitungkan pengaruh rotasi kerangka acuan yang bergerak pada gerakan relatif suatu titik material. Efeknya dapat dinyatakan secara singkat sebagai berikut: setiap benda yang bergerak di Belahan Bumi Utara menyimpang ke kanan, dan di Selatan - ke kiri. Di ekuator, gaya Coriolis adalah nol (Gbr. 3).

Beras. 3. Aksi gaya Coriolis

Aksi gaya Coriolis meluas ke banyak fenomena amplop geografis. Efek defleksinya terutama terlihat dalam arah pergerakan massa udara. Di bawah pengaruh gaya defleksi rotasi Bumi, angin lintang sedang di kedua belahan bumi mengambil arah yang dominan ke barat, dan di garis lintang tropis - timur. Manifestasi serupa dari gaya Coriolis ditemukan dalam arah pergerakan air laut. Asimetri lembah sungai juga dikaitkan dengan gaya ini (tepi kanan biasanya tinggi di Belahan Bumi Utara, di Selatan - kiri).

Perputaran bumi pada porosnya juga menyebabkan pergerakan iluminasi matahari di atas permukaan bumi dari timur ke barat, yaitu pada pergantian siang dan malam.

Pergantian siang dan malam menciptakan ritme harian pada alam yang bernyawa dan yang tidak bernyawa. Ritme harian berkaitan erat dengan kondisi cahaya dan suhu. Suhu harian, angin siang dan malam, dll.. Ritme harian juga terjadi pada satwa liar - fotosintesis hanya mungkin terjadi pada siang hari, sebagian besar tanaman membuka bunganya pada jam yang berbeda; Beberapa hewan aktif di siang hari, yang lain di malam hari. Kehidupan manusia juga berlangsung dalam ritme harian.

Konsekuensi lain dari rotasi Bumi di sekitar porosnya adalah perbedaan waktu di berbagai titik di planet kita.

Sejak 1884, akun waktu zona diadopsi, yaitu, seluruh permukaan Bumi dibagi menjadi 24 zona waktu masing-masing 15 °. Di belakang waktu standar ambil waktu lokal dari meridian tengah setiap zona. Zona waktu tetangga berbeda satu jam. Batas-batas sabuk ditarik dengan mempertimbangkan batas-batas politik, administratif dan ekonomi.

Sabuk nol adalah Greenwich (dengan nama Observatorium Greenwich dekat London), yang membentang di kedua sisi meridian utama. Waktu nol, atau awal, meridian dianggap Waktu dunia.

Meridian 180 ° diterima sebagai internasional garis pengukuran tanggal- garis bersyarat di permukaan dunia, di kedua sisi yang jam dan menitnya bertepatan, dan tanggal kalender berbeda satu hari.

Untuk penggunaan siang hari yang lebih rasional di musim panas tahun 1930, negara kami memperkenalkan waktu bersalin, di depan zona dengan satu jam. Untuk melakukan ini, jarum jam dimajukan satu jam. Dalam hal ini, Moskow, yang berada di zona waktu kedua, hidup sesuai dengan waktu zona waktu ketiga.

Sejak tahun 1981, antara April dan Oktober, waktunya dimajukan satu jam. Ini disebut waktu musim panas. Ini diperkenalkan untuk menghemat energi. Di musim panas, Moskow dua jam lebih cepat dari waktu standar.

Zona waktu di mana Moskow berada adalah Moskow.

Pergerakan Bumi mengelilingi Matahari

Berputar pada porosnya, Bumi secara bersamaan bergerak mengelilingi Matahari, mengelilingi lingkaran dalam 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik. Periode ini disebut tahun astronomi. Untuk kenyamanan, dianggap ada 365 hari dalam setahun, dan setiap empat tahun, ketika 24 jam dari enam jam "terakumulasi", tidak ada 365, tetapi 366 hari dalam setahun. Tahun ini disebut tahun kabisat, dan satu hari ditambahkan ke Februari.

Lintasan di luar angkasa yang dilalui bumi mengelilingi matahari disebut orbit(Gbr. 4). Orbit bumi berbentuk elips, sehingga jarak bumi ke matahari tidak konstan. Saat bumi dalam perihelion(dari bahasa Yunani. peri- dekat, sekitar dan helios- Matahari) - titik orbit terdekat ke Matahari - pada 3 Januari, jaraknya 147 juta km. Saat ini sedang musim dingin di belahan bumi utara. Jarak terjauh dari Matahari dalam aphelion(dari bahasa Yunani. aro- jauh dari dan helios- Sun) - jarak terjauh dari Matahari - 5 Juli. Itu sama dengan 152 juta km. Saat ini, musim panas di belahan bumi utara.

Beras. 4. Pergerakan Bumi mengelilingi Matahari

Pergerakan tahunan Bumi mengelilingi Matahari diamati oleh perubahan terus-menerus dalam posisi Matahari di langit - ketinggian tengah hari Matahari dan posisi matahari terbit dan terbenam berubah, durasi bagian terang dan gelap dari hari berubah.

Saat bergerak dalam orbit, arah sumbu bumi tidak berubah, selalu mengarah ke Bintang Utara.

Sebagai akibat dari perubahan jarak dari Bumi ke Matahari, serta karena kemiringan sumbu Bumi ke bidang pergerakannya mengelilingi Matahari, distribusi radiasi matahari yang tidak merata diamati di Bumi sepanjang tahun. . Ini adalah bagaimana musim berubah, yang khas untuk semua planet yang memiliki kemiringan sumbu rotasi ke bidang orbitnya. (ekliptika) berbeda dari 90°. Kecepatan orbit planet di belahan bumi utara lebih tinggi di musim dingin dan lebih rendah di musim panas. Oleh karena itu, setengah tahun musim dingin berlangsung 179, dan setengah tahun musim panas - 186 hari.

Sebagai hasil dari pergerakan Bumi mengelilingi Matahari dan kemiringan sumbu bumi ke bidang orbitnya sebesar 66,5 °, tidak hanya perubahan musim yang diamati di planet kita, tetapi juga perubahan panjang hari. dan malam.

Rotasi Bumi mengelilingi Matahari dan pergantian musim di Bumi ditunjukkan pada Gambar. 81 (ekuinoks dan titik balik matahari menurut musim di Belahan Bumi Utara).

Hanya dua kali setahun - pada hari-hari ekuinoks, panjang siang dan malam di seluruh Bumi hampir sama.

ekuinoks- momen di mana pusat Matahari, selama pergerakan tahunannya yang tampak di sepanjang ekliptika, melintasi ekuator langit. Ada ekuinoks musim semi dan musim gugur.

Kemiringan sumbu rotasi Bumi mengelilingi Matahari pada ekuinoks 20-21 Maret dan 22-23 September adalah netral terhadap Matahari, dan bagian-bagian planet yang menghadapnya diterangi secara merata dari kutub ke kutub (Gbr. 5). Sinar matahari jatuh secara vertikal di ekuator.

Siang terpanjang dan malam terpendek terjadi pada titik balik matahari musim panas.

Beras. 5. Penerangan Bumi oleh Matahari pada hari-hari ekuinoks

Titik balik matahari- momen perjalanan oleh pusat Matahari dari titik-titik ekliptika, yang paling jauh dari khatulistiwa (titik titik balik matahari). Ada titik balik matahari musim panas dan musim dingin.

Pada hari titik balik matahari musim panas pada 21-22 Juni, Bumi mengambil posisi di mana ujung utara porosnya miring ke arah Matahari. Dan sinar jatuh secara vertikal bukan di khatulistiwa, tetapi di daerah tropis utara, yang garis lintangnya 23 ° 27 "Sepanjang siang dan malam, tidak hanya daerah kutub yang diterangi, tetapi juga ruang di luarnya hingga garis lintang 66 ° 33" ( Lingkaran Arktik). Di belahan bumi selatan saat ini, hanya sebagian yang terletak di antara khatulistiwa dan Lingkaran Arktik selatan (66 ° 33 ") yang menyala. Di luar itu, pada hari ini, permukaan bumi tidak menyala.

Pada hari titik balik matahari musim dingin pada 21-22 Desember, semuanya terjadi sebaliknya (Gbr. 6). Sinar matahari sudah jatuh tipis di daerah tropis selatan. Terang di belahan bumi selatan adalah daerah yang terletak tidak hanya di antara khatulistiwa dan daerah tropis, tetapi juga di sekitar Kutub Selatan. Situasi ini berlanjut hingga ekuinoks musim semi.

Beras. 6. Penerangan Bumi pada hari titik balik matahari musim dingin

Pada dua paralel Bumi pada hari-hari titik balik matahari, Matahari pada siang hari tepat di atas kepala pengamat, yaitu di puncaknya. Paralel seperti itu disebut tropis. Di Tropic of the North (23° LU), Matahari berada di puncaknya pada 22 Juni, di Tropic of the South (23° S) pada 22 Desember.

Di khatulistiwa, siang selalu sama dengan malam. Sudut datang sinar matahari di permukaan bumi dan panjang hari di sana sedikit berubah, sehingga pergantian musim tidak dinyatakan.

lingkaran kutub luar biasa karena mereka adalah batas wilayah di mana ada siang dan malam kutub.

hari kutub- periode ketika matahari tidak jatuh di bawah cakrawala. Semakin jauh dari Lingkaran Arktik dekat kutub, semakin lama hari kutub. Di garis lintang Lingkaran Arktik (66,5°) hanya berlangsung satu hari, dan di Kutub berlangsung 189 hari. Di Belahan Bumi Utara pada garis lintang Lingkaran Arktik, hari kutub diamati pada 22 Juni - hari titik balik matahari musim panas, dan di Belahan Bumi Selatan pada garis lintang Lingkaran Arktik Selatan - pada 22 Desember.

malam kutub berlangsung dari satu hari di garis lintang Lingkaran Arktik hingga 176 hari di kutub. Selama malam kutub, Matahari tidak muncul di atas cakrawala. Di belahan bumi utara, di garis lintang Lingkaran Arktik, fenomena ini diamati pada 22 Desember.

Mustahil untuk tidak memperhatikan fenomena alam yang begitu indah seperti malam putih. Malam Putih- ini adalah malam yang cerah di awal musim panas, ketika fajar malam bertemu dengan fajar pagi dan senja berlangsung sepanjang malam. Mereka diamati di kedua belahan bumi pada garis lintang melebihi 60°, ketika pusat Matahari pada tengah malam jatuh di bawah cakrawala tidak lebih dari 7°. Di St. Petersburg (sekitar 60°LU) malam putih berlangsung dari 11 Juni hingga 2 Juli, di Arkhangelsk (64°LU) dari 13 Mei hingga 30 Juli.

Irama musiman sehubungan dengan pergerakan tahunan terutama mempengaruhi penerangan permukaan bumi. Tergantung pada perubahan ketinggian Matahari di atas cakrawala di Bumi, ada lima sabuk penerangan. Sabuk panas terletak di antara daerah tropis Utara dan Selatan (Tropic of Cancer dan Tropic of Capricorn), menempati 40% dari permukaan bumi dan dibedakan oleh jumlah panas terbesar yang berasal dari Matahari. Di antara daerah tropis dan Lingkaran Arktik di Belahan Bumi Selatan dan Utara terdapat zona iluminasi sedang. Musim dalam setahun sudah dinyatakan di sini: semakin jauh dari daerah tropis, semakin pendek dan dingin musim panas, semakin lama dan dingin musim dingin. Sabuk kutub di belahan bumi utara dan selatan dibatasi oleh Lingkaran Arktik. Di sini, ketinggian Matahari di atas ufuk sepanjang tahun rendah, sehingga jumlah panas matahari minimal. Zona kutub ditandai dengan siang dan malam kutub.

Bergantung pada pergerakan tahunan Bumi mengelilingi Matahari tidak hanya perubahan musim dan iluminasi yang tidak merata terkait dari permukaan bumi melintasi garis lintang, tetapi juga bagian penting dari proses dalam amplop geografis: perubahan cuaca musiman, rezim sungai dan danau, ritme kehidupan tumbuhan dan hewan, jenis dan istilah pekerjaan pertanian.

Kalender.Kalender- sistem untuk menghitung jangka waktu yang lama. Sistem ini didasarkan pada fenomena alam periodik yang terkait dengan pergerakan benda langit. Kalender menggunakan fenomena astronomi - perubahan musim, siang dan malam, perubahan fase bulan. Kalender pertama adalah Mesir, dibuat pada abad ke-4. SM e. Pada 1 Januari 45, Julius Caesar memperkenalkan kalender Julian, yang masih digunakan oleh Gereja Ortodoks Rusia. Karena fakta bahwa durasi tahun Julian lebih lama dari tahun astronomi sebesar 11 menit 14 detik, pada abad ke-16. "kesalahan" akumulasi 10 hari - hari ekuinoks musim semi tidak datang pada 21 Maret, tetapi pada 11 Maret. Kesalahan ini diperbaiki pada tahun 1582 dengan dekrit Paus Gregorius XIII. Hitungan hari dimajukan 10 hari, dan hari setelah 4 Oktober ditetapkan untuk dianggap Jumat, tetapi bukan 5 Oktober, tetapi 15 Oktober. Ekuinoks musim semi kembali lagi ke 21 Maret, dan kalender itu dikenal sebagai Gregorian. Itu diperkenalkan di Rusia pada tahun 1918. Namun, ia juga memiliki sejumlah kelemahan: panjang bulan yang tidak merata (28, 29, 30, 31 hari), ketidaksetaraan kuartal (90, 91, 92 hari), inkonsistensi jumlah bulan berdasarkan hari dalam seminggu.

Ketika Bumi bergerak mengelilingi Matahari, sumbu imajiner Bumi tetap selalu miring dengan sudut 66,5 o terhadap bidang orbit Bumi. Kedua faktor ini - kemiringan sumbu dan pergerakan Bumi mengelilingi Matahari - menyebabkan perubahan musim. Kemiringan sumbu menyebabkan sudut datang sinar matahari yang berbeda, dan akibatnya, pasokan radiasi matahari yang berbeda ke permukaan bumi dan panjang siang dan malam yang tidak sama. Irama musiman alam berhubungan dengan pergantian musim.

Mari kita perhatikan posisi Bumi dalam periode yang paling khas. Misalnya, kemiringan sumbu pada tanggal 21 Maret dan 23 September (selama ekuinoks musim semi dan musim gugur) ternyata netral terhadap Matahari 1 . Pada saat yang sama, kedua belahan Bumi (baik utara dan selatan) sama-sama diterangi oleh Matahari. Di semua garis lintang pada periode ini, durasi siang dan malam adalah 12 jam. Pada hari-hari ekuinoks musim semi dan musim gugur, sinar matahari jatuh secara vertikal di khatulistiwa, yaitu. Matahari berada di puncaknya di khatulistiwa pada siang hari.

Pada tanggal 22 Juni (titik balik matahari musim panas), Bumi mengambil posisi sedemikian rupa sehingga ujung utara porosnya miring ke arah Matahari, sedangkan belahan bumi utara diterangi secara maksimal. Sinar matahari jatuh secara vertikal tidak lagi di khatulistiwa, tetapi di daerah tropis utara (Tropic of Cancer), yang garis lintangnya 23,5 o LU. Jadi, pada tanggal 22 Juni, Matahari pada siang hari berada pada puncaknya di atas daerah tropis utara. Pada 66,5 tentang lintang utara (Lingkaran Arktik) pada tanggal 22 Juni, hari kutub diamati, yaitu. Matahari tidak terbenam di bawah cakrawala tepat satu hari. Sepanjang waktu, tidak hanya garis lintang Lingkaran Arktik, tetapi juga seluruh ruang di utaranya, hingga Kutub Utara, diterangi.

Pada 66,5 tentang lintang selatan (Lingkaran Arktik Selatan) dan selatan ke Kutub Selatan pada 22 Juni, malam kutub. 22 Juni adalah hari terpanjang dalam setahun di belahan bumi utara, dan hari terpendek di belahan bumi selatan.

22 Desember (titik balik matahari musim dingin) adalah kebalikannya. Sinar matahari sudah jatuh tipis di daerah tropis selatan (Tropic of Capricorn). Di garis lintang Lingkaran Antartika dan di selatannya - hari kutub, dan di garis lintang Lingkaran Arktik dan di utara - malam kutub. Bumi diposisikan sedemikian rupa sehingga belahan bumi selatan lebih terang daripada belahan bumi utara. 22 Desember adalah hari terpendek dalam setahun di belahan bumi utara dan hari terpanjang di belahan bumi selatan.

Di dunia, lima sabuk iluminasi dapat dibedakan, batas-batasnya adalah daerah tropis dan lingkaran kutub. Zona tropis (menempati 40% dari permukaan bumi) dicirikan oleh fakta bahwa pada titik mana pun di dalamnya Matahari pada siang hari terjadi dua kali setahun di puncak, di daerah tropis itu sendiri - satu; di tropis utara pada 22 Juni, di selatan - pada 22 Desember. Sepanjang tahun di zona tropis, perbedaan antara panjang hari dan panjang malam dapat diabaikan, dan senja pendek. Praktis tidak ada musim.

Dua sabuk beriklim sedang (menempati 52% permukaan bumi). Ada kontras yang nyata dalam panjang siang dan malam tergantung pada musim. Senja itu panjang. Di musim panas, Matahari berada tinggi di atas cakrawala (terutama di dekat daerah tropis), meskipun tidak mencapai posisi zenith; hari musim panas sangat panjang (terutama di dekat lingkaran kutub), tetapi tidak ada hari kutub. Dengan demikian, di musim dingin Matahari rendah di atas cakrawala, hari musim dingin sangat singkat. Pergantian empat musim tergambar dengan jelas.

Kedua sabuk kutub menempati 8% dari permukaan bumi. Mereka dicirikan oleh fitur-fitur berikut: di musim panas - hari kutub, berlangsung dari satu hari di garis lintang Lingkaran Arktik hingga enam bulan di kutub, masing-masing, di musim dingin - malam kutub dengan durasi yang sama. Musim-musim dalam setahun diekspresikan dengan lemah: musim dingin yang panjang dan sangat dingin dan musim panas yang pendek dan dingin.

Selain fakta bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari, ia juga berputar pada porosnya sendiri (rotasi harian). Arah rotasinya dari barat ke timur, jika dilihat dari Bintang Utara. Bumi melakukan satu putaran pada porosnya dalam waktu 23 jam 56 menit. 4 detik - 1 hari). Setiap titik di permukaan bumi, kecuali kutub, menggambarkan sebuah lingkaran dalam satu hari dengan besaran yang lebih besar atau lebih kecil, jika kita mengasumsikan bahwa porosnya tidak bergerak. Sebagai akibatnya, tampak bagi kita bahwa benda-benda langit bergerak dari timur ke barat. Bukti eksperimental rotasi Bumi di sekitar porosnya adalah eksperimen dengan bandul Foucault. Ada beberapa konsekuensi geografis yang terkait dengan rotasi aksial Bumi:

kompresi Bumi dari kutub;

perubahan siang dan malam, yang terkait dengan ritme harian alam;

munculnya gaya Coriolis. Dengan gerakan apa pun dalam sistem berputar, gaya ini diarahkan tegak lurus terhadap sumbu rotasi. Karena gaya Coriolis, angin di garis lintang sedang di kedua belahan bumi mengambil arah yang dominan ke barat, dan di garis lintang tropis - timur (angin pasat). Manifestasi serupa dari gaya Coriolis ditemukan dalam arah pergerakan air laut. Gaya Coriolis juga menjelaskan hukum Baer-Babinet, yang menyatakan bahwa tepi kanan sungai di belahan bumi utara lebih curam daripada kiri, dan di belahan bumi selatan situasinya sebaliknya.

Pergerakan Bumi mengelilingi Matahari terjadi pada orbit yang bentuknya kurang lebih elips. Kecepatan Bumi sekitar 30 km per detik. Bumi membuat revolusi lengkap dalam 365,26 hari. Kali ini disebut tahun sideris. Sumbu bumi selalu condong ke bidang orbit dengan sudut 66,5°. Saat Bumi bergerak mengelilingi Matahari, porosnya tidak berubah posisinya. Oleh karena itu, setiap titik di permukaan bumi bertemu dengan sinar matahari dengan sudut yang berubah sepanjang tahun. Selama periode yang berbeda dalam setahun, belahan bumi menerima pada saat yang sama jumlah panas dan cahaya matahari yang tidak sama, yang menyebabkan perubahan musim. Di khatulistiwa, sinar matahari jatuh pada sudut yang hampir sama sepanjang tahun, sehingga musim di sana sedikit berbeda satu sama lain. Ini karena kebulatan Bumi kita. Di lintang sedang, musim sangat berbeda satu sama lain. Ini tidak hanya disebabkan oleh kebulatan Bumi, tetapi juga karena perbedaan posisi planet sepanjang tahun, yang ditentukan oleh kemiringan sumbu rotasi Bumi ke orbit dan memengaruhi perubahan sudut datang. sinar matahari sepanjang tahun.

Panjang siang dan malam pada garis lintang yang berbeda di belahan bumi utara pada waktu yang berbeda sepanjang tahun

Bergerak mengelilingi Matahari, Bumi berputar pada waktu yang sama pada porosnya dari barat ke timur dengan revolusi penuh selama satu hari sidereal atau dalam 23 jam 56 menit 4,0905 detik. Pergantian siang dan malam terkait dengan pergerakan di Bumi ini. Di sisi yang diterangi oleh Matahari - siang, di sisi yang berlawanan - malam. Hanya di kutub tidak ada pembagian waktu yang biasa menjadi siang dan malam, karena selama sekitar setengah tahun Matahari tidak jatuh di bawah cakrawala dan tidak terbit untuk jumlah waktu yang sama. Hanya di musim gugur dan musim semi di garis lintang ini dimungkinkan untuk mengamati perubahan siang dan malam.

Gagasan tentang perubahan panjang siang dan malam pada garis lintang yang berbeda dapat diperoleh dengan mengamati gambar tersebut.

Salah satu konsekuensi dari rotasi Bumi di sekitar porosnya adalah penyimpangan benda bergerak di Belahan Bumi Utara ke kanan, di Selatan - ke kiri. Hal ini disebabkan oleh aksi gaya Coriolis berdasarkan hukum inersia. Menurutnya, setiap benda berusaha mempertahankan arah dan kecepatan gerakannya, sementara Bumi yang berputar, bergerak, yang menyebabkan penyimpangan arah benda yang bergerak. Gaya Coriolis memiliki efek pembelokan pada pergerakan udara dan masuk

Persamaan ini memungkinkan untuk menghitung karakteristik rotasi bumi - koordinat kutub dan kecepatan rotasi bumi. Jika massa es tidak diketahui, tetapi ada data tentang ketidakstabilan rotasi bumi, maka masalah kebalikannya dapat diselesaikan: menggunakan koordinat kutub dan kecepatan rotasi, hitung nilai tahunan massa es. es di Antartika, Greenland dan air di Samudra Dunia. Sayangnya, kami tidak dapat menyamai...

Trah. Pada saat yang sama, ketebalan kerak menjadi lebih sedikit dan rata-rata 10-15 km. Kerak bumi menjadi sangat tipis pada depresi laut dalam (4-5 km). Medan gravitasi anomali Bumi mencerminkan efek total massa gravitasi yang terletak pada kedalaman yang berbeda di kerak bumi dan mantel atas. Meski sulit...

Lebih sederhananya, mereka terhubung dengan osilasi periodik sistem fisik dan dampak pada mereka dari kekuatan eksternal, yang juga memiliki sifat fisik. Jadi, bencana alam disebabkan oleh osilasi periodik atmosfer - lautan - sistem Bumi di bawah pengaruh Matahari (presesi), pemanasan atmosfer yang tidak merata (dampak massa udara di Bumi), pemanasan lautan yang tidak merata (lautan . ..

Dalam urutan spektrum (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu), namun warnanya hampir tidak pernah murni karena pita-pitanya tumpang tindih. Biasanya, karakteristik fisik pelangi sangat bervariasi, dan karena itu penampilannya sangat beragam. Fitur umum mereka adalah bahwa pusat busur selalu terletak pada garis lurus yang ditarik dari ...

Bumi melakukan satu putaran penuh pada porosnya dalam waktu 23 jam 56 menit. 4 detik Kecepatan sudut semua titik di permukaannya sama dan 15 derajat / jam.Kecepatan liniernya tergantung pada jarak yang harus ditempuh titik-titik tersebut selama periode rotasi hariannya. Titik-titik pada garis ekuator (464 m/s) berputar dengan kecepatan tertinggi. Titik-titik yang bertepatan dengan Kutub Utara dan Selatan praktis tidak bergerak. Dengan demikian, kecepatan linier titik-titik yang terletak pada meridian yang sama berkurang dari khatulistiwa ke kutub. Ini adalah kecepatan linier yang tidak sama dari titik-titik pada paralel yang berbeda yang menjelaskan manifestasi aksi defleksi rotasi Bumi (yang disebut gaya Coriolis) ke kanan di Belahan Bumi Utara dan ke kiri - di Belahan Bumi Selatan relatif terhadap arah gerakan mereka. Tindakan pembelokan terutama mempengaruhi arah massa udara dan arus laut.

Gaya Coriolis hanya bekerja pada benda yang bergerak, sebanding dengan massa dan kecepatan gerakannya dan tergantung pada garis lintang di mana titik tersebut berada. Semakin besar kecepatan sudut, semakin besar gaya Coriolis. Gaya defleksi rotasi bumi meningkat dengan garis lintang. nilainya dapat dihitung dengan rumus

di mana m- bobot; v- kecepatan tubuh bergerak; w- kecepatan sudut rotasi bumi; j adalah garis lintang dari titik yang diberikan.

Rotasi bumi menyebabkan pergantian siang dan malam yang cepat. Rotasi harian menciptakan ritme khusus dalam perkembangan proses fisik dan geografis dan alam pada umumnya. Salah satu konsekuensi penting dari rotasi harian Bumi di sekitar porosnya adalah pasang surut - fenomena fluktuasi periodik di tingkat lautan, yang disebabkan oleh gaya tarik Matahari dan Bulan. Sebagian besar kekuatan ini bulanan, dan karena itu menentukan fitur utama dari fenomena pasang surut. Fenomena masuknya juga terjadi di kerak bumi, tetapi di sini mereka tidak melebihi 30-40 cm, sementara di lautan dalam beberapa kasus mereka mencapai 13 m (Teluk Penzhinskaya) dan bahkan 18 m (Teluk Fundy). Ketinggian tepian air di permukaan lautan sekitar 20 cm, dan mereka mengelilingi lautan dua kali sehari. Posisi ekstrem permukaan air di ujung aliran masuk disebut air tinggi, di ujung aliran keluar - air rendah; perbedaan antara tingkat ini disebut besarnya pasang surut.

Mekanisme fenomena pasang surut cukup kompleks. Esensi utama mereka adalah bahwa Bumi dan Bulan adalah satu-satunya sistem yang berputar di sekitar pusat gravitasi umum, yang terletak di dalam Bumi pada jarak sekitar 4.800 km dari pusatnya (Gbr. 10). Seperti halnya daging, dua gaya bekerja pada sistem Bumi-Bulan: tarik-menarik dan sentrifugal. Rasio gaya-gaya ini di berbagai sisi Bumi tidak sama. Di sisi Bumi yang menghadap Bulan, gaya tarik Bulan lebih besar daripada gaya sentrifugal sistem, dan resultannya diarahkan ke Bulan. Di sisi Bumi yang berlawanan dengan Bulan, gaya sentrifugal sistem lebih besar dari gravitasi Bulan, dan gaya resultannya diarahkan menjauhinya. Gaya resultan ini adalah gaya pasang surut; mereka menyebabkan peningkatan air di sisi berlawanan dari Bumi.

Beras. 10.

Karena kenyataan bahwa Bumi melakukan rotasi harian di bidang gaya-gaya ini, dan Bulan bergerak di sekitarnya, gelombang masuk mencoba bergerak sesuai dengan posisi Bulan, oleh karena itu, di setiap wilayah lautan selama 24 jam dan 50 menit. dua kali pasang dan dua kali surut. Backlog harian 50 menit. karena gerak maju Bulan dalam orbitnya mengelilingi Bumi.

Matahari juga menyebabkan pasang surut di Bumi, meskipun tingginya tiga kali lebih kecil. Mereka ditumpangkan pada pasang surut bulan, mengubah karakteristik mereka.

Terlepas dari kenyataan bahwa Matahari, Bumi, dan Bulan hampir berada di bidang yang sama, mereka terus-menerus mengubah posisi relatifnya di orbitnya, sehingga pengaruh masuknya berubah sesuai dengan itu. Dua kali dalam siklus bulanan - pada bulan baru (muda) dan bulan purnama - Bumi, Bulan, dan Matahari berada pada garis yang sama. Pada saat ini, gaya pasang surut Bulan dan Matahari bertepatan dan sangat tinggi, yang disebut pasang surut musim semi. Pada kuartal pertama dan ketiga Bulan, ketika gaya pasang surut Matahari dan Bulan diarahkan pada sudut kanan satu sama lain, mereka memiliki efek yang berlawanan dan ketinggian pasang surut bulan kurang dari sekitar sepertiga. Pasang surut ini disebut kuadratur.

Masalah pemanfaatan energi pasang surut yang sangat besar telah lama menarik perhatian umat manusia, namun penyelesaiannya baru dimulai dengan pembangunan pembangkit listrik tenaga pasang surut (TPP) sekarang. TPP pertama mulai beroperasi di Prancis pada tahun 1960. Di Rusia, pada tahun 1968, TPP Kislogubskaya dibangun di pantai Teluk Kola. Di wilayah Laut Putih, serta di Laut Timur Jauh Kamchatka, direncanakan untuk membangun beberapa TPP lagi.

Gelombang masuk secara bertahap memperlambat kecepatan rotasi bumi karena bergerak ke arah yang berlawanan. Oleh karena itu, hari Bumi menjadi lebih panjang. Diperkirakan hanya karena aliran air masuk setiap 40 ribu tahun, hari bertambah 1 detik. Satu miliar tahun yang lalu, satu hari di Bumi hanya 17 jam. Dalam satu miliar tahun, satu hari akan berlangsung selama 31 jam. Dan dalam beberapa miliar tahun, Bumi akan berubah menjadi Bulan sepanjang waktu di satu sisi, seperti halnya Bulan sekarang ke Bumi.

Beberapa ilmuwan percaya bahwa interaksi Bumi dengan Bulan adalah salah satu alasan utama pemanasan utama planet kita. Gesekan paksa menyebabkan Bulan menjauh dari Bumi dengan kecepatan sekitar 3 cm/tahun. Nilai ini sangat bergantung pada jarak antara kedua benda tersebut, yang kini menjadi 60,3 jari-jari Bumi.

Jika kita berasumsi bahwa pada awalnya Bumi dan Bulan lebih dekat, maka, di satu sisi, gaya pasang surut harus lebih besar. Gelombang pasang menciptakan gesekan internal di tubuh planet, yang disertai dengan pelepasan panas,

Dengan rotasi Bumi di sekitar porosnya, kekuatannya dikaitkan, yang tergantung pada kecepatan sudut rotasi harian planet ini. Rotasi menghasilkan gaya sentrifugal yang berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan sudut. Sekarang gaya sentrifugal di khatulistiwa, di mana itu terbesar, hanya 1/289 dari gravitasi bumi. Rata-rata, Bumi memiliki margin keamanan 15 kali lipat. Matahari 200 kali, dan Saturnus hanya 1,5 kali karena rotasi cepat di sekitar porosnya. Cincinnya terbentuk, mungkin karena rotasi planet yang lebih cepat di masa lalu. Diduga Bulan juga terbentuk akibat terpisahnya sebagian massa Bumi di Samudra Pasifik akibat perputarannya yang cepat. Namun, setelah mempelajari sampel batuan bulan, hipotesis ini ditolak, tetapi fakta bahwa bentuk Bumi berubah tergantung pada kecepatan rotasinya tidak menimbulkan keraguan di antara para ahli.

Konsep-konsep seperti sidereal, matahari, waktu standar dan lokal, garis tanggal, dll dikaitkan dengan rotasi harian Bumi.Waktu adalah unit utama untuk menentukan waktu selama rotasi bola langit yang berlawanan arah jarum jam terjadi. Setelah memperhatikan titik awal di langit, sudut rotasi dikurangi darinya, yang dengannya waktu yang berlalu dihitung. Jam sideris dihitung dari saat klimaks atas ekuinoks musim semi, di mana ekliptika berpotongan dengan khatulistiwa. Mereka digunakan untuk pengamatan astronomi. Waktu matahari (nyata, atau benar, rata-rata) dihitung dari saat kulminasi yang lebih rendah dari pusat piringan matahari pada meridian pengamat. Waktu lokal adalah waktu matahari rata-rata di setiap titik di Bumi, yang bergantung pada bujur titik itu. Semakin jauh ke timur suatu titik di Bumi, semakin banyak waktu lokal yang dimilikinya (setiap 15 ° bujur memberikan perbedaan waktu sebesar 1 jam), dan semakin jauh ke barat, semakin sedikit waktu.

Permukaan bumi secara kondisional dibagi menjadi 24 zona waktu, di wilayah yang waktu dianggap sama dengan waktu meridian pusat, yaitu meridian yang melewati tengah zona.

Di daerah berpenduduk padat, batas sabuk membentang di sepanjang perbatasan negara bagian dan wilayah administratif, kadang-kadang bertepatan dengan batas alam: dasar sungai, pegunungan, dan sejenisnya. Di zona waktu pertama, waktu satu jam lebih cepat dari zona nol, atau waktu matahari rata-rata meridian Greenwich, di zona kedua adalah 2:00, dan seterusnya.

Waktu standar, yang membagi planet menjadi 24 zona waktu, diperkenalkan di banyak negara di dunia pada tahun 1884 hal. Dan meskipun konsentrasinya tidak menghilangkan semua kesalahpahaman yang terkait dengan perhitungan waktu (mari kita ingat, misalnya, diskusi panas baru-baru ini di beberapa wilayah Ukraina tentang pengenalan di wilayahnya alih-alih waktu Moskow Kyiv, yaitu waktu dari zona waktu kedua, di mana negara kita, pada kenyataannya, berada), namun sistem zona waktu telah diterima secara umum di planet ini. Lagi pula, waktu standar tidak hanya sedikit berbeda dari waktu lokal, tetapi juga nyaman saat digunakan untuk perjalanan jauh di garis bujur geografis. Dalam hal ini, akan tepat untuk mengingat satu kisah menarik yang secara tak terduga terjadi pada para peserta perjalanan keliling dunia pertama pada saat selesai.

Pada akhir tahun 1522, sebuah prosesi yang tidak biasa terjadi melalui jalan-jalan sempit di kota Sevilla Spanyol: 18 pelaut dari ekspedisi F. Magellan baru saja kembali ke pelabuhan asal mereka setelah perjalanan laut yang panjang. Orang-orang sangat kelelahan selama perjalanan hampir tiga tahun. Untuk pertama kalinya mereka berkeliling dunia, mencapai suatu prestasi. Tapi pemenangnya tidak sama. Dengan tangan gemetar karena kelemahan, mereka membawa lilin yang menyala dan perlahan menuju katedral untuk menebus dosa yang tidak disengaja yang dilakukan dalam perjalanan panjang ...

Apa perintis planet bersalah? Ketika Victoria mendekati Kepulauan Cape Verde dalam perjalanan kembali, sebuah perahu dikirim ke darat untuk mendapatkan makanan dan air segar. Para pelaut segera kembali ke kapal dan memberi tahu kru yang tercengang: di darat, untuk beberapa alasan, hari ini dianggap Kamis, meskipun menurut catatan kapal itu adalah Rabu. Ketika mereka kembali ke Seville, mereka akhirnya menyadari bahwa mereka telah kehilangan satu hari di akun kapal mereka! Dan ini berarti mereka melakukan dosa besar, karena mereka merayakan semua hari raya keagamaan sehari lebih awal dari kalender yang diwajibkan. Dalam hal ini mereka bertobat di katedral.

Bagaimana pelaut berpengalaman kehilangan satu hari? Harus segera dikatakan "bahwa mereka tidak melakukan kesalahan dalam menghitung hari. Faktanya adalah bahwa bola berputar di sekitar porosnya dari barat ke timur dan membuat satu revolusi dalam sehari. Ekspedisi F. Magellan bergerak ke arah yang berlawanan. dari timur ke barat dan dari selama tiga tahun perjalanan keliling dunia, dia juga membuat revolusi penuh di sekitar poros bumi, tetapi dalam arah yang berlawanan dengan arah rotasi bumi, yang berarti bahwa para pelancong membuat satu revolusi kurang dari seluruh umat manusia di Bumi. Dan mereka tidak kehilangan satu hari pun, tetapi memenangkannya. Jika jika ekspedisi tidak bergerak ke barat, tetapi ke timur, maka log kapal akan mencatat satu hari lebih banyak dari semua orang. astronom ekspedisi F. Magellan Antonio Pigafetta menduga bahwa di tempat yang berbeda di dunia pada waktu yang sama berbeda. Dan seharusnya demikian, karena Matahari tidak terbit pada waktu yang sama untuk seluruh planet. Ini berarti bahwa pada setiap meridian ada waktu setempat, yang awalnya dihitung sejak saat itu nta, ketika Matahari rendah di bawah cakrawala, yaitu dalam apa yang disebut klimaks bawah. Namun, orang-orang dalam kegiatan sehari-hari mereka tidak memperhatikan hal ini dan dipandu oleh waktu standar, yang sesuai dengan waktu lokal meridian tengah dari zona waktu yang sesuai.

Tetapi distribusi bola dunia ke dalam zona waktu masih belum menyelesaikan semua masalah, khususnya masalah penggunaan rasional periode siang hari. Oleh karena itu, pada hari Minggu terakhir bulan Maret di banyak negara, termasuk Ukraina, jarum jam dimajukan satu jam, dan pada akhir Oktober jarum jam dikembalikan ke waktu standar lagi. Transisi ke waktu musim panas memungkinkan penggunaan bahan bakar dan sumber daya energi yang lebih ekonomis. Selain itu, ini memungkinkan orang untuk bekerja dan bersantai lebih banyak dalam kondisi cahaya alami, dan menggunakan waktu tergelap dalam sehari untuk tidur.

Dalam distribusi praktis zona waktu di planet kita, ruang yang dilalui garis tanggal secara kondisional adalah spesifik. Garis ini sebagian besar membentang di lautan terbuka sepanjang meridian geografis 180 ° dan agak menyimpang di mana ia melintasi pulau-pulau atau memisahkan berbagai negara bagian. Hal ini dilakukan untuk menghindari ketidaknyamanan kalender tertentu bagi orang-orang yang menghuninya. Saat melintasi garis dari barat ke timur, tanggal diulang, ketika bergerak ke arah yang berlawanan, satu hari dikeluarkan dari akun. Menariknya, ada dua pulau di Selat Bering antara Chukotka dan Alaska yang dipisahkan oleh garis penanggalan internasional: Pulau Ratmanov, milik Rusia, dan Pulau Kruzenshtern, milik SELA. Setelah melewati jarak beberapa kilometer antara dua pulau, Anda bisa mendapatkan ... ke kemarin, jika Anda berlayar dari Pulau Ratmanov, atau besok, ketika Anda menuju ke arah yang berlawanan.

Bumi membuat revolusi lengkap mengelilingi Matahari dalam 365 hari 6 jam 9 menit dan 9 detik. Pada tanggal 21 Maret dan 23 September, kemiringan sumbu bumi adalah netral terhadap Matahari (hari ekuinoks) Pada tanggal 21 Juni Bumi menempati posisi dimana porosnya berada di ujung utara pada tanggal 22 Desember pada hari titik balik matahari musim dingin, sinar tipis jatuh di daerah tropis selatan, dan negara-negara kutub utara , mulai dari Lingkaran Arktik, tidak diterangi. Di Lingkaran Antartika dan lebih jauh ke kutub, Matahari berada di atas cakrawala sepanjang waktu. Ini berlanjut hingga titik balik musim semi - 21 Maret.

Sabuk penerangan

Ada 13 zona pencahayaan secara total. Sabuk khatulistiwa terletak di kedua sisi khatulistiwa. siang dan malam hampir selalu sama di sini, senja sangat singkat, tidak ada pergantian musim. Zona tropis: panjang siang dan malam bervariasi dari 10,5 hingga 13,5 jam; senja pendek, ada dua musim dalam setahun yang suhunya sedikit berbeda. Sabuk subtropis: Panjang siang dan malam untuk garis lintang ekstrim berkisar antara 9 jam hingga 14 jam. Senja pendek, musim dingin dan musim panas sering diucapkan, musim semi dan musim gugur kurang terasa. Zona beriklim sedang: Semua empat musim dinyatakan dengan jelas (musim semi, musim panas, musim gugur, musim dingin). Musim dingin dan musim panas kira-kira sama. Sabuk malam musim panas dan hari-hari musim dingin yang pendek: keempat musim dinyatakan, musim dingin lebih panjang dari musim panas. sabuk subpolar. Sabuk kutub: musim bertepatan dengan siang dan malam.

Gerakan planet biner Bumi-Bulan dan gesekan pasang surut

Gravitasi universal diseimbangkan oleh tolakan universal. Intisari dari gravitasi (gravitasi) adalah bahwa semua benda tertarik satu sama lain secara proporsional dengan massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Tolakan adalah gaya sentrifugal yang terjadi selama rotasi dan sirkulasi benda langit. Bumi dan Bulan saling tertarik, tetapi Bulan tidak dapat jatuh ke Bumi, karena ia berputar mengelilingi Bumi dan dengan demikian cenderung menjauhinya. Keseimbangan tarik-menarik dan tolak-menolak berlaku untuk pusat-pusat planet. Namun, itu tidak berlaku untuk titik individu di permukaan bumi. Jadi ada pasang surut. Interaksi dua kekuatan - gaya tarik-menarik dan gaya sentrifugal - adalah gaya pembentuk pasang surut. Pasang surut paling baik diekspresikan di lautan.

SUASANA

Atmosfer adalah selubung gas Bumi. Saat ini, atmosfer terdiri dari komponen berikut: Nitrogen - 78,08%, Oksigen - 20,94%, Argon - 0,93%, Karbon dioksida - 0,03%, Gas lainnya - 0,02%. Atmosfer terdiri dari lapisan-lapisan berikut: troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Selubung geografis hanya mencakup troposfer dan bagian bawah stratosfer. Ketebalan rata-rata troposfer adalah sekitar 11 km. Di atas troposfer adalah tropopause, yang merupakan lapisan transisi tipis dengan ketebalan sekitar satu kilometer. Di atas tropopause adalah stratosfer. Stratosfer dimulai 8 km di atas kutub dan 16-18 km di atas khatulistiwa. Di atas lapisan atmosfer atas yang panas, setelah stratopause, yaitu di atas 55 km, terletak mesosfer, yang memanjang hingga ketinggian 80 km. Di dalamnya, suhu kembali turun menjadi -90 0C. Pada ketinggian 80 hingga 90 km terdapat mesopause dengan suhu konstan sekitar 1800 C. Di atas mesopause terdapat termosfer, yang membentang hingga 800 - 1000 km. Di atas 1.000 km, atmosfer luar, atau eksosfer, dimulai, memanjang hingga 2.000–3.000 km. Troposfer dan stratosfer bawah disebut atmosfer bawah, dan semua lapisan yang lebih tinggi disebut atmosfer atas.

Radiasi sinar matahari

Radiasi matahari adalah totalitas materi dan energi matahari yang masuk ke bumi. Radiasi matahari membawa cahaya dan panas. Intensitas radiasi matahari harus diukur terutama di luar atmosfer, karena ketika melewati bola udara, ia berubah dan melemah. Intensitas radiasi matahari dinyatakan dengan konstanta matahari. Konstanta matahari adalah fluks energi matahari dalam 1 menit di atas area dengan penampang 1 cm2, tegak lurus terhadap sinar matahari dan terletak di luar atmosfer. Konstanta matahari, bertentangan dengan namanya, tidak tetap. Itu berubah karena perubahan jarak dari Matahari ke Bumi saat Bumi bergerak dalam orbitnya. Tidak peduli seberapa kecil fluktuasi ini, mereka selalu mempengaruhi cuaca dan iklim.