Naša planéta je neustále v pohybe:

• rotácia okolo vlastnej osi, pohyb okolo Slnka;
• rotácia spolu so Slnkom okolo stredu našej galaxie;
• pohybu vzhľadom k stredu Miestnej skupiny galaxií a iné.

Pohyb Zeme okolo vlastnej osi

Rotácia Zeme okolo svojej osi(obr. 1). Pre zemskú os je zachytená imaginárna čiara, okolo ktorej sa otáča. Táto os je od kolmice k rovine ekliptiky odklonená o 23°27". Zemská os sa pretína so zemským povrchom v dvoch bodoch - póloch - severnom a južnom. Pri pohľade zo severného pólu dochádza k rotácii Zeme proti smeru hodinových ručičiek alebo, ako sa bežne verí, od západu na východ. Planéta sa úplne otočí okolo svojej osi za jeden deň.

Ryža. 1. Rotácia Zeme okolo svojej osi

Deň je jednotka času. Oddelené hviezdne a slnečné dni.

hviezdny deň je množstvo času, za ktorý sa Zem otáča okolo svojej osi vzhľadom na hviezdy. Sú rovné 23 hodinám 56 minútam 4 sekundám.

slnečný deň je čas potrebný na to, aby sa Zem otočila okolo svojej osi vzhľadom na slnko.

Uhol rotácie našej planéty okolo svojej osi je rovnaký vo všetkých zemepisných šírkach. Za hodinu sa každý bod na povrchu Zeme posunie o 15° od svojej pôvodnej polohy. Zároveň je však rýchlosť pohybu nepriamo úmerná geografickej šírke: na rovníku je to 464 m / s a ​​pri zemepisnej šírke 65 ° - iba 195 m / s.

Rotáciu Zeme okolo svojej osi v roku 1851 dokázal vo svojom experimente J. Foucault. V Paríži v Panteóne bolo pod kupolou zavesené kyvadlo a pod ním kruh s rozdeleniami. Pri každom ďalšom pohybe sa ukázalo, že kyvadlo je na nových deleniach. To sa môže stať iba vtedy, ak sa povrch Zeme pod kyvadlom otáča. Poloha roviny výkyvu kyvadla na rovníku sa nemení, pretože rovina sa zhoduje s poludníkom. Osová rotácia Zeme má dôležité geografické dôsledky.

Pri rotácii Zeme vzniká odstredivá sila, ktorá zohráva dôležitú úlohu pri formovaní tvaru planéty a znižuje gravitačnú silu.

Ďalším z najdôležitejších dôsledkov axiálnej rotácie je vytvorenie otočnej sily - Coriolisove sily. V 19. storočí prvýkrát ho vypočítal francúzsky vedec v oblasti mechaniky G. Coriolis (1792-1843). Toto je jedna zo zotrvačných síl zavedených na zohľadnenie vplyvu rotácie pohyblivej referenčnej sústavy na relatívny pohyb hmotného bodu. Jeho účinok možno stručne vyjadriť takto: každé pohybujúce sa teleso na severnej pologuli sa odchyľuje doprava a na južnej doľava. Na rovníku je Coriolisova sila nulová (obr. 3).

Ryža. 3. Pôsobenie Coriolisovej sily

Pôsobenie Coriolisovej sily sa rozširuje na mnohé javy geografického obalu. Jeho vychyľovací efekt je badateľný najmä v smere pohybu vzdušných hmôt. Pod vplyvom vychyľujúcej sily rotácie Zeme vetry miernych zemepisných šírok oboch pologúľ nadobúdajú prevažne západný smer av tropických zemepisných šírkach východ. Podobný prejav Coriolisovej sily nachádzame v smere pohybu oceánskych vôd. S touto silou je spojená aj asymetria riečnych údolí (pravý breh je zvyčajne vysoký na severnej pologuli, na južnej - ľavý).

Rotácia Zeme okolo svojej osi tiež vedie k pohybu slnečného osvetlenia po zemskom povrchu z východu na západ, teda k zmene dňa a noci.

Zmena dňa a noci vytvára denný rytmus v živej i neživej prírode. Denný rytmus úzko súvisí so svetelnými a teplotnými podmienkami. Známy je denný chod teplôt, denné a nočné vánky atď.. Denné rytmy sa vyskytujú aj vo voľnej prírode - fotosyntéza je možná len cez deň, väčšina rastlín otvára kvety v rôznych hodinách; Niektoré zvieratá sú aktívne cez deň, iné v noci. Aj ľudský život prebieha v každodennom rytme.

Ďalším dôsledkom rotácie Zeme okolo svojej osi je rozdiel v čase v rôznych bodoch našej planéty.

Od roku 1884 bol prijatý zónový časový účet, to znamená, že celý povrch Zeme bol rozdelený do 24 časových pásiem po 15 °. pozadu štandardný čas vezmite miestny čas stredného poludníka každej zóny. Susedné časové pásma sa líšia o jednu hodinu. Hranice pásov sú zakreslené s prihliadnutím na politické, administratívne a ekonomické hranice.

Nultý pás je Greenwich (pod názvom Greenwich Observatory pri Londýne), ktorý prebieha po oboch stranách nultého poludníka. Zohľadňuje sa čas nultého alebo počiatočného poludníka Svetový čas.

Meridian 180° akceptovaný ako medzinárodný čiara merania dátumu- podmienená čiara na povrchu zemegule, na ktorej oboch stranách sa hodiny a minúty zhodujú a kalendárne dátumy sa líšia o jeden deň.

Pre racionálnejšie využitie denného svetla v lete v roku 1930 naša krajina zaviedla materská doba, pred zónou o jednu hodinu. Za týmto účelom sa ručičky hodín posunuli o jednu hodinu dopredu. V tomto ohľade Moskva, ktorá sa nachádza v druhom časovom pásme, žije podľa času tretieho časového pásma.

Od roku 1981, medzi aprílom a októbrom, sa čas posunul o jednu hodinu dopredu. Tento tzv letný čas. Zavádza sa na úsporu energie. V lete je Moskva o dve hodiny pred štandardným časom.

Časové pásmo, v ktorom sa Moskva nachádza, je Moskva.

Pohyb Zeme okolo Slnka

Zem sa otáča okolo svojej osi a súčasne sa pohybuje okolo Slnka a obehne kruh za 365 dní 5 hodín 48 minút 46 sekúnd. Toto obdobie je tzv astronomický rok. Pre pohodlie sa usudzuje, že rok má 365 dní a každé štyri roky, keď sa „nahromadí“ 24 hodín zo šiestich hodín, nie je v roku 365, ale 366 dní. Tento rok je tzv priestupný rok, a k februáru sa pridáva jeden deň.

Dráha vo vesmíre, po ktorej sa Zem pohybuje okolo Slnka, sa nazýva obežná dráha(obr. 4). Obežná dráha Zeme je elipsovitá, takže vzdialenosť od Zeme k Slnku nie je konštantná. Keď je zem v perihélium(z gréčtiny. peri- blízko, okolo a helios- Slnko) - najbližší bod obežnej dráhy k Slnku - 3. januára je vzdialenosť 147 miliónov km. V tomto období je na severnej pologuli zima. Najvzdialenejšia vzdialenosť od Slnka v aphelion(z gréčtiny. aro- preč od a helios- Slnko) - najväčšia vzdialenosť od Slnka - 5. júla. Je to rovných 152 miliónov km. V tomto čase je na severnej pologuli leto.

Ryža. 4. Pohyb Zeme okolo Slnka

Ročný pohyb Zeme okolo Slnka pozorujeme priebežnou zmenou polohy Slnka na oblohe – mení sa poludňajšia výška Slnka a poloha jeho východu a západu, trvanie svetlých a tmavých častí Slnka. deň sa mení.

Pri pohybe po obežnej dráhe sa smer zemskej osi nemení, vždy smeruje k Polárke.

V dôsledku zmeny vzdialenosti od Zeme k Slnku, ako aj v dôsledku sklonu zemskej osi k rovine jej pohybu okolo Slnka je na Zemi pozorované nerovnomerné rozloženie slnečného žiarenia v priebehu roka. . Takto sa menia ročné obdobia, čo je typické pre všetky planéty, ktoré majú sklon osi rotácie k rovine svojej obežnej dráhy. (ekliptika) odlišný od 90°. Obežná rýchlosť planéty na severnej pologuli je vyššia v zime a nižšia v lete. Preto zimný polrok trvá 179 a letný polrok - 186 dní.

V dôsledku pohybu Zeme okolo Slnka a sklonu zemskej osi k rovine jej obežnej dráhy o 66,5 ° sa na našej planéte pozoruje nielen zmena ročných období, ale aj zmena dĺžky dňa. a noc.

Rotácia Zeme okolo Slnka a zmena ročných období na Zemi sú znázornené na obr. 81 (rovnodennosti a slnovraty podľa ročných období na severnej pologuli).

Len dvakrát do roka – v dňoch rovnodennosti je dĺžka dňa a noci na celej Zemi takmer rovnaká.

Rovnodennosť- okamih, v ktorom stred Slnka pri svojom zdanlivom ročnom pohybe po ekliptike prekročí nebeský rovník. Existuje jarná a jesenná rovnodennosť.

Sklon zemskej osi okolo Slnka v rovnodennosti 20. – 21. marca a 22. – 23. septembra je neutrálny vzhľadom na Slnko a časti planéty, ktoré sú k nemu privrátené, sú rovnomerne osvetlené od pólu k pólu (obr. 5). Slnečné lúče dopadajú vertikálne na rovník.

Na letný slnovrat je najdlhší deň a najkratšia noc.

Ryža. 5. Osvetlenie Zeme Slnkom v dňoch rovnodennosti

Slnovrat- okamih prechodu stredom Slnka bodov ekliptiky, najvzdialenejších od rovníka (body slnovratu). Sú letné a zimné slnovraty.

V deň letného slnovratu 21. – 22. júna Zem zaujme polohu, v ktorej je severný koniec jej osi naklonený k Slnku. A lúče dopadajú vertikálne nie na rovník, ale na severný obratník, ktorého zemepisná šírka je 23 ° 27 „Celý deň a noc sú osvetlené nielen polárne oblasti, ale aj priestor za nimi až po 66 ° 33“ ( Polarný kruh). Na južnej pologuli je v tomto čase osvetlená iba jej časť, ktorá leží medzi rovníkom a južným polárnym kruhom (66 ° 33 "), mimo nej v tento deň nie je zemský povrch osvetlený.

V deň zimného slnovratu 21. – 22. decembra sa všetko deje naopak (obr. 6). Slnečné lúče už dopadajú na južný obratník. Osvetlené na južnej pologuli sú oblasti, ktoré neležia len medzi rovníkom a obratníkom, ale aj okolo južného pólu. Táto situácia trvá až do jarnej rovnodennosti.

Ryža. 6. Osvetlenie Zeme v deň zimného slnovratu

Na dvoch rovnobežkách Zeme v dňoch slnovratu je Slnko na poludnie priamo nad hlavou pozorovateľa, teda v zenite. Takéto paralely sa nazývajú trópy. Na obratníku severu (23° s. š.) je Slnko v zenite 22. júna, na obratníku juhu (23° j. š.) 22. decembra.

Na rovníku sa deň vždy rovná noci. Uhol dopadu slnečných lúčov na zemský povrch a dĺžka dňa sa tam menia málo, preto nie je vyjadrená zmena ročných období.

polárne kruhy pozoruhodné tým, že sú to hranice oblastí, kde sú polárne dni a noci.

polárny deň- obdobie, keď slnko neklesne pod obzor. Čím ďalej od polárneho kruhu blízko pólu, tým dlhší je polárny deň. Na zemepisnej šírke polárneho kruhu (66,5°) trvá len jeden deň a na póle 189 dní. Na severnej pologuli v zemepisnej šírke polárneho kruhu sa polárny deň pozoruje 22. júna - deň letného slnovratu a na južnej pologuli v zemepisnej šírke južného polárneho kruhu - 22. decembra.

polárna noc trvá od jedného dňa na šírke polárneho kruhu do 176 dní na póloch. Počas polárnej noci sa Slnko neukáže nad obzorom. Na severnej pologuli, v zemepisnej šírke polárneho kruhu, je tento jav pozorovaný 22. decembra.

Nie je možné si nevšimnúť taký nádherný prírodný fenomén, akým sú biele noci. Biele noci- to sú svetlé noci na začiatku leta, keď sa večerné zore zbieha s ranným svitaním a súmrak trvá celú noc. Pozorujeme ich na oboch pologuliach v zemepisných šírkach presahujúcich 60°, keď stred Slnka o polnoci klesne pod horizont maximálne o 7°. V Petrohrade (asi 60° s. š.) trvajú biele noci od 11. júna do 2. júla, v Archangeľsku (64° s. š.) od 13. mája do 30. júla.

Sezónny rytmus v súvislosti s každoročným pohybom ovplyvňuje predovšetkým osvetlenie zemského povrchu. V závislosti od zmeny výšky Slnka nad horizontom na Zemi je ich päť osvetľovacie pásy. Horúci pás leží medzi severným a južným obratníkom (obratník Raka a obratník Kozorožca), zaberá 40 % zemského povrchu a vyznačuje sa najväčším množstvom tepla prichádzajúceho zo Slnka. Medzi obratníkmi a polárnymi kruhmi na južnej a severnej pologuli sú mierne zóny osvetlenia. Už tu sú vyjadrené ročné obdobia: čím ďalej od trópov, tým kratšie a chladnejšie leto, tým dlhšia a chladnejšia zima. Polárne pásy na severnej a južnej pologuli sú obmedzené polárnymi kruhmi. Tu je výška Slnka nad obzorom počas roka nízka, takže množstvo slnečného tepla je minimálne. Pre polárne zóny sú charakteristické polárne dni a noci.

V závislosti od ročného pohybu Zeme okolo Slnka dochádza nielen k striedaniu ročných období a s tým spojenému nerovnomernému osvetleniu zemského povrchu naprieč zemepisnými šírkami, ale aj k významnej časti procesov v geografickom obale: sezónnym zmenám počasia, napr. režim riek a jazier, rytmus v živote rastlín a živočíchov, druhy a termíny poľnohospodárskych prác.

Kalendár.Kalendár- systém počítania dlhých časových úsekov. Tento systém je založený na periodických prírodných javoch spojených s pohybom nebeských telies. Kalendár využíva astronomické javy – zmenu ročných období, dňa a noci, zmenu mesačných fáz. Prvý kalendár bol egyptský, vytvorený v 4. storočí. pred Kr e. 1. januára 45 predstavil Julius Caesar juliánsky kalendár, ktorý dodnes používa ruská pravoslávna cirkev. Vzhľadom na to, že trvanie juliánskeho roka je dlhšie ako astronomického o 11 minút 14 sekúnd, do 16. storočia. nahromadila sa „chyba“ 10 dní – deň jarnej rovnodennosti neprišiel 21. marca, ale 11. marca. Táto chyba bola napravená v roku 1582 dekrétom pápeža Gregora XIII. Počet dní sa posunul o 10 dní dopredu a deň po 4. októbri bol predpísaný za piatok, nie však za 5., ale za 15. október. Jarná rovnodennosť sa opäť vrátila na 21. marca a kalendár sa stal známym ako gregoriánsky. V Rusku bol zavedený v roku 1918. Má však aj množstvo nedostatkov: nerovnomerná dĺžka mesiacov (28, 29, 30, 31 dní), nerovnosť štvrťrokov (90, 91, 92 dní), nejednotnosť počtov mesiacov podľa dní v týždni.

Keď sa Zem pohybuje okolo Slnka, pomyselná os Zeme zostáva vždy naklonená v uhle 66,5 o k rovine obežnej dráhy Zeme. Tieto dva faktory – sklon osi a pohyb Zeme okolo Slnka – vedú k zmene ročných období. Sklon osi spôsobuje iný uhol dopadu slnečných lúčov a následne aj iný prísun slnečného žiarenia na zemský povrch a nerovnakú dĺžku dňa a noci. Sezónny rytmus prírody súvisí so striedaním ročných období.

Uvažujme o polohe Zeme v najcharakteristickejších obdobiach. Napríklad sklon osi 21. marca a 23. septembra (počas jarnej a jesennej rovnodennosti) sa ukazuje ako neutrálny vzhľadom na Slnko 1 . Zároveň sú obe hemisféry Zeme (severná aj južná) rovnako osvetlené Slnkom. Vo všetkých zemepisných šírkach v týchto obdobiach trvá deň a noc 12 hodín. V dňoch jarnej a jesennej rovnodennosti dopadajú slnečné lúče kolmo na rovník, t.j. Slnko je na poludnie v zenite na rovníku.

Zem zaujme 22. júna (letný slnovrat) takú polohu, že severný koniec jej osi je naklonený k Slnku, zatiaľ čo severná pologuľa je osvetlená na maximum. Slnečné lúče už dopadajú vertikálne nie na rovník, ale na severný obratník (obratník Raka), ktorého zemepisná šírka je 23,5 o s. 22. júna je teda Slnko na poludnie v zenite nad severným obratníkom. Na 66,5 okolo severnej zemepisnej šírky (polárny kruh) sa 22. júna pozoruje polárny deň, t.j. Slnko nezapadne pod obzor presne na jeden deň. Nepretržite je osvetlená nielen zemepisná šírka polárneho kruhu, ale aj celý priestor na sever od neho, až po severný pól.

Na 66,5 okolo južnej šírky (južný polárny kruh) a južne od nej k južnému pólu 22. júna polárna noc. 22. jún je najdlhším dňom v roku na severnej pologuli a najkratším dňom na južnej pologuli.

22. december (zimný slnovrat) je pravý opak. Slnečné lúče už dopadajú priamo na južný obratník (Obratník Kozorožca). V zemepisnej šírke antarktického kruhu a na juh od neho - polárny deň a v zemepisnej šírke polárneho kruhu a na sever od neho - polárna noc. Zem je umiestnená tak, že južná pologuľa je viac osvetlená ako severná. 22. december je najkratší deň v roku na severnej pologuli a najdlhší deň na južnej pologuli.

Na zemeguli je možné rozlíšiť päť pásov osvetlenia, ktorých hranicou sú trópy a polárne kruhy. Tropická zóna (zaberá 40% zemského povrchu) sa vyznačuje tým, že v ktoromkoľvek bode v nej sa Slnko na poludnie stane dvakrát do roka v zenite, v samotných trópoch - jeden; na severnom obratníku 22. júna, na južnom - 22. decembra. Počas celého roka je v tropickom pásme rozdiel medzi dĺžkou dňa a dĺžkou noci zanedbateľný, súmrak krátky. Neexistujú prakticky žiadne ročné obdobia.

Dva mierne pásy (zaberajú 52 % zemského povrchu). Existujú hmatateľné kontrasty v dĺžke dňa a noci v závislosti od ročného obdobia. Súmrak je dlhý. V lete je Slnko vysoko nad obzorom (najmä v blízkosti trópov), hoci nedosahuje polohu zenitu; letný deň je veľmi dlhý (najmä v blízkosti polárnych kruhov), ale neexistuje polárny deň. Preto je v zime Slnko nízko nad obzorom, zimný deň je veľmi krátky. Striedanie štyroch ročných období je jasne vyjadrené.

Dva polárne pásy zaberajú 8% zemského povrchu. Vyznačujú sa nasledujúcimi vlastnosťami: v lete - polárny deň, ktorý trvá od jedného dňa na šírke polárneho kruhu do šiestich mesiacov na póle, v zime - polárna noc s podobným trvaním. Ročné obdobia sú slabo vyjadrené: veľmi chladné dlhé zimy a krátke chladné letá.

Okrem toho, že sa Zem točí okolo Slnka, tak sa aj otáča okolo vlastnej osi (denná rotácia). Smer rotácie je zo západu na východ pri pohľade z Polárky. Zem vykoná jednu otáčku okolo svojej osi za 23 hodín 56 minút. 4 sek. - 1 deň). Každý bod na zemskom povrchu, okrem pólov, opisuje v rámci dňa kruh väčšej alebo menšej veľkosti, ak predpokladáme, že os je nehybná. V dôsledku toho sa nám zdá, že nebeské telesá sa pohybujú z východu na západ. Experimentálnym dôkazom rotácie Zeme okolo svojej osi je experiment s Foucaultovým kyvadlom. S osovou rotáciou Zeme súvisí niekoľko geografických dôsledkov:

stlačenie Zeme z pólov;

zmena dňa a noci, ktorá je spojená s denným rytmom prírody;

vznik Coriolisových síl. Pri akomkoľvek pohybe v rotačnom systéme je táto sila smerovaná kolmo na os otáčania. V dôsledku Coriolisovej sily naberajú vetry v miernych zemepisných šírkach oboch pologúľ prevažne západný smer av tropických zemepisných šírkach - východný (pasátové vetry). Podobný prejav Coriolisovej sily nachádzame v smere pohybu oceánskych vôd. Coriolisova sila vysvetľuje aj Baer-Babinetov zákon, podľa ktorého sú pravé brehy riek severnej pologule strmšie ako ľavé a na južnej pologuli je situácia opačná.

Pohyb Zeme okolo Slnka prebieha po dráhe, ktorá má približne elipsovitý tvar. Rýchlosť Zeme je asi 30 km za sekundu. Zem urobí úplnú revolúciu za 365,26 dňa. Tento čas sa nazýva hviezdny rok. Zemská os je neustále naklonená k rovine obežnej dráhy pod uhlom 66,5°. Keď sa Zem pohybuje okolo Slnka, os nemení svoju polohu. Preto sa každý bod na zemskom povrchu stretáva so slnečnými lúčmi v uhloch, ktoré sa v priebehu roka menia. V rôznych obdobiach roka dostávajú hemisféry Zeme súčasne nerovnaké množstvo slnečného tepla a svetla, čo spôsobuje striedanie ročných období. Na rovníku dopadajú slnečné lúče počas celého roka takmer pod rovnakým uhlom, preto sa tam ročné obdobia od seba len málo líšia. Je to spôsobené sféricitou našej Zeme. V miernych zemepisných šírkach sú ročné obdobia navzájom veľmi odlišné. Je to dané nielen guľovitosťou Zeme, ale aj rozdielnou polohou planéty v priebehu roka, ktorá je daná sklonom osi rotácie Zeme k obežnej dráhe a ovplyvňuje zmenu uhla dopadu obežnej dráhy. slnečný lúč počas celého roka.

Dĺžka dňa a noci v rôznych zemepisných šírkach severnej pologule v rôznych obdobiach roka

Pri pohybe okolo Slnka sa Zem otáča súčasne okolo svojej osi zo západu na východ s úplnou otáčkou počas hviezdneho dňa alebo za 23 hodín 56 minút 4,0905 sekundy. S týmto pohybom na Zemi súvisí aj zmena dňa a noci. Na strane osvetlenej Slnkom - deň, na opačnej strane - noc. Len na póle nie je obvyklé delenie času na dni a noci, keďže približne pol roka Slnko neklesne pod horizont a nevyjde na rovnakú dobu. Len na jeseň a na jar v týchto zemepisných šírkach je možné pozorovať zmenu dňa a noci.

Predstavu o zmene dĺžky dňa a noci v rôznych zemepisných šírkach možno získať preskúmaním obrázku.

Jedným z dôsledkov rotácie Zeme okolo svojej osi je odchýlka pohybujúcich sa telies na severnej pologuli doprava, na južnej - doľava. Je to spôsobené pôsobením Coriolisovej sily na základe zákona zotrvačnosti. Podľa nej sa každé teleso snaží udržať smer a rýchlosť svojho pohybu, pričom rotujúca Zem sa medzitým hýbe, čo spôsobuje odchýlku v smere pohybujúceho sa telesa. Coriolisova sila má vychyľovací účinok na pohyb vzduchu a dovnútra

Tieto rovnice umožňujú vypočítať charakteristiky rotácie Zeme – súradnice pólu a rýchlosť rotácie Zeme. Ak sú hmotnosti ľadu neznáme, ale existujú údaje o nestabilite rotácie Zeme, potom je možné vyriešiť inverzný problém: pomocou súradníc pólu a rýchlosti rotácie vypočítajte ročné hodnoty hmotností ľad v Antarktíde, Grónsku a voda vo Svetovom oceáne. Bohužiaľ sa nám nepodarilo vyrovnať...

Plemená. Súčasne sa hrúbka kôry zmenšuje a dosahuje v priemere 10-15 km. Kôra sa stáva obzvlášť tenkou v hlbokomorských depresiách (4-5 km). Anomálne gravitačné pole Zeme odráža celkový účinok gravitačných hmôt nachádzajúcich sa v rôznych hĺbkach zemskej kôry a vrchného plášťa. Napriek ťažkému...

Prozaickejšie sú spojené s periodickými osciláciami fyzikálnych systémov a pôsobením vonkajších síl na ne, ktoré majú aj fyzikálnu povahu. Prírodné katastrofy sú teda spôsobené periodickými osciláciami systému atmosféra - oceán - Zem pod vplyvom Slnka (precesia), nerovnomerným zahrievaním atmosféry (vplyv vzdušných hmôt na Zem), nerovnomerným zahrievaním oceánu (oceán ). ..

V poradí spektra (červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigo, fialová) však farby takmer nikdy nie sú čisté, keďže sa pásy prekrývajú. Fyzikálne vlastnosti dúh sa spravidla výrazne líšia, a preto majú veľmi rôznorodý vzhľad. Ich spoločným znakom je, že stred oblúka je vždy umiestnený na priamke vedenej z ...

Zem sa úplne otočí okolo svojej osi za 23 hodín 56 minút. 4 s. Uhlová rýchlosť všetkých bodov na jeho povrchu je rovnaká a je 15 stupňov / h. Ich lineárna rýchlosť závisí od vzdialenosti, ktorú musia body prejsť počas doby ich dennej rotácie. Body na rovníkovej línii (464 m/s) rotujú s najvyššou rýchlosťou. Body, ktoré sa zhodujú so severným a južným pólom, zostávajú prakticky nehybné. Lineárna rýchlosť bodov ležiacich na rovnakom poludníku teda klesá od rovníka k pólom. Práve nerovnaká lineárna rýchlosť bodov na rôznych rovnobežkách vysvetľuje prejav vychyľovacieho pôsobenia rotácie Zeme (tzv. Coriolisova sila) doprava na severnej pologuli a doľava - na južnej pologuli voči smer ich pohybu. Vychyľovanie ovplyvňuje najmä smer vzdušných hmôt a morských prúdov.

Coriolisova sila pôsobí iba na pohybujúce sa telesá, je úmerná ich hmotnosti a rýchlosti pohybu a závisí od zemepisnej šírky, v ktorej sa bod nachádza. Čím väčšia je uhlová rýchlosť, tým väčšia je Coriolisova sila. Vychyľovacia sila rotácie Zeme rastie so zemepisnou šírkou. jeho hodnotu možno vypočítať podľa vzorca

kde m- hmotnosť; v- rýchlosť pohybu tela; w- uhlová rýchlosť rotácie Zeme; j je zemepisná šírka daného bodu.

Rotácia Zeme spôsobuje rýchlu zmenu dňa a noci. Denné striedanie vytvára zvláštny rytmus vo vývoji fyzických a geografických procesov a prírody vôbec. Jedným z dôležitých dôsledkov každodennej rotácie Zeme okolo svojej osi je príliv a odliv – fenomén periodického kolísania hladiny oceánu, ktorý je spôsobený príťažlivými silami Slnka a Mesiaca. Väčšina týchto síl je mesačná, a preto určuje hlavné črty prílivových javov. Prílevové javy prebiehajú aj v zemskej kôre, tu však nepresahujú 30-40 cm, pričom v oceánoch v niektorých prípadoch dosahujú 13 m (Penzhina Bay) a dokonca 18 m (Bay of Fundy). Výška vodných ríms na povrchu oceánov je asi 20 cm a dvakrát denne obídu oceány. Krajná poloha hladiny vody na konci prítoku sa nazýva vysoká voda, na konci odtoku - nízka voda; rozdiel medzi týmito hladinami sa nazýva veľkosť prílivu a odlivu.

Mechanizmus slapových javov je pomerne zložitý. Ich hlavnou podstatou je, že Zem a Mesiac sú jediným systémom v rotácii okolo spoločného ťažiska, ktoré leží vo vnútri Zeme vo vzdialenosti asi 4800 km od jej stredu (obr. 10). Ako pri každom tele, na systém Zem-Mesiac pôsobia dve sily: príťažlivá a odstredivá. Pomer týchto síl na rôznych stranách Zeme nie je rovnaký. Na strane Zeme privrátenej k Mesiacu sú príťažlivé sily Mesiaca väčšie ako odstredivé sily systému a ich výslednica smeruje k Mesiacu. Na opačnej strane Zeme ako Mesiac sú odstredivé sily systému väčšie ako gravitácia Mesiaca a ich výsledná sila smeruje preč od neho. Tieto výsledné sily sú slapové sily; spôsobujú nárast vody na opačných stranách Zeme.

Ryža. 10.

Vzhľadom na to, že Zem vykonáva dennú rotáciu v poli týchto síl a Mesiac sa okolo nej pohybuje, prílevové vlny sa snažia pohybovať v súlade s polohou Mesiaca, teda v každej oblasti oceánu počas 24 hodín. a 50 minút. dvakrát je príliv a dvakrát odliv. Denné nevybavené veci 50 minút. v dôsledku pokročilého pohybu Mesiaca na jeho obežnej dráhe okolo Zeme.

Slnko tiež spôsobuje príliv a odliv na Zemi, hoci sú trikrát menšie. Sú navrstvené na mesačných prílivoch a odlivoch a menia ich vlastnosti.

Napriek tomu, že Slnko, Zem a Mesiac sú takmer v jednej rovine, neustále menia svoju relatívnu polohu na svojich obežných dráhach, takže sa zodpovedajúcim spôsobom mení aj ich vplyv. Dvakrát v mesačnom cykle - v novom (mladom) mesiaci a splne - sú Zem, Mesiac a Slnko na rovnakej čiare. V tomto čase sa slapové sily Mesiaca a Slnka zhodujú a vznikajú nezvyčajne vysoké, takzvané jarné prílivy. V prvej a tretej štvrti Mesiaca, keď sú slapové sily Slnka a Mesiaca navzájom nasmerované v pravom uhle, majú opačný účinok a výška mesačného prílivu a odlivu je menšia ako asi jedna tretina. Tieto prílivy sa nazývajú kvadratúra.

Problém využitia kolosálnej energie prílivov a odlivov priťahuje ľudstvo už oddávna, no jeho riešenie začalo s výstavbou prílivových elektrární (TPP) až teraz. Prvá TPP bola uvedená do prevádzky vo Francúzsku v roku 1960. V Rusku bola v roku 1968 postavená Kislogubskaja TPP na pobreží zálivu Kola. V oblasti Bieleho mora, ako aj v moriach Ďalekého východu Kamčatky sa plánuje výstavba niekoľkých ďalších TPP.

Prítokové vlny postupne spomaľujú rýchlosť rotácie Zeme, pretože sa pohybujú opačným smerom. Preto sa deň Zeme predlžuje. Odhaduje sa, že len kvôli prítokom vody každých 40 tisíc rokov sa deň zvýši o 1 s. Pred miliardou rokov mal deň na Zemi iba 17 hodín. Za miliardu rokov bude deň trvať 31 hodín. A o pár miliárd rokov bude Zem stále na jednej strane otočená k Mesiacu, tak ako je teraz Mesiac k Zemi.

Niektorí vedci sa domnievajú, že interakcia Zeme s Mesiacom je jedným z hlavných dôvodov primárneho zahrievania našej planéty. Nútené trenie spôsobuje, že sa Mesiac vzďaľuje od Zeme rýchlosťou asi 3 cm/rok. Táto hodnota je veľmi závislá od vzdialenosti medzi týmito dvoma telesami, ktorá je teraz 60,3 polomerov Zeme.

Ak predpokladáme, že najprv boli Zem a Mesiac oveľa bližšie, tak na jednej strane by mala byť slapová sila väčšia. Prílivová vlna vytvára v tele planéty vnútorné trenie, ktoré je sprevádzané uvoľňovaním tepla,

S rotáciou Zeme okolo svojej osi je spojená jej sila, ktorá závisí od uhlovej rýchlosti dennej rotácie planéty. Rotácia vytvára odstredivú silu, ktorá je priamo úmerná druhej mocnine uhlovej rýchlosti. Teraz je odstredivá sila na rovníku, kde je najväčšia, len 1/289 zemskej gravitácie. V priemere má Zem 15-krát väčšiu bezpečnostnú rezervu. Slnko je 200-krát a Saturn iba 1,5-krát kvôli rýchlej rotácii okolo svojej osi. Jeho prstence vznikli možno vďaka rýchlejšej rotácii planéty v minulosti. Predpokladalo sa, že Mesiac vznikol aj v dôsledku oddelenia časti zemskej hmoty v Tichom oceáne v dôsledku jeho rýchlej rotácie. Po preštudovaní vzoriek mesačných hornín však bola táto hypotéza zamietnutá, ale skutočnosť, že tvar Zeme sa mení v závislosti od rýchlosti jej rotácie, medzi odborníkmi nespôsobuje žiadne pochybnosti.

S dennou rotáciou Zeme sú spojené také pojmy ako hviezdny, slnečný, štandardný a miestny čas, dátumová čiara atď.. Čas je hlavnou jednotkou na určenie času, počas ktorého nastáva zdanlivá rotácia nebeskej sféry proti smeru hodinových ručičiek. Po spozorovaní počiatočného bodu na oblohe sa od neho odpočíta uhol rotácie, podľa ktorého sa vypočíta uplynutý čas. Hviezdna hodina sa počíta od okamihu horného vyvrcholenia jarnej rovnodennosti, pri ktorom sa ekliptika pretína s rovníkom. Používajú sa na astronomické pozorovania. Slnečný čas (skutočný alebo skutočný priemer) sa počíta od okamihu spodnej kulminácie stredu slnečného disku na poludníku pozorovateľa. Miestny čas je stredný slnečný čas v každom bode na Zemi, ktorý závisí od zemepisnej dĺžky tohto bodu. Čím ďalej na východ je bod na Zemi, tým má viac miestneho času (každých 15 ° zemepisnej dĺžky znamená rozdiel v čase o 1 hodinu) a čím ďalej na západ, tým menej času.

Zemský povrch je podmienečne rozdelený na 24 časových pásiem, na území ktorých sa čas považuje za rovný času centrálneho poludníka, to znamená poludníka prechádzajúceho stredom pásma.

V husto osídlených regiónoch sa hranice pásov tiahnu pozdĺž hraníc štátov a správnych regiónov, niekedy sa zhodujú s prirodzenými hranicami: korytá riek, pohoria a pod. V prvom časovom pásme je čas o hodinu pred nulovým pásmom alebo stredným slnečným časom Greenwichského poludníka, v druhom pásme je to 2:00 atď.

Štandardný čas, ktorý rozdeľuje planétu na 24 časových pásiem, bol zavedený v mnohých krajinách sveta v roku 1884 p. A hoci jeho koncentrácia neodstránila všetky nedorozumenia spojené s počítaním času (pripomeňme si napríklad nedávne búrlivé diskusie v niektorých regiónoch Ukrajiny o zavedení na jej území namiesto moskovského kyjevského času, teda času druhého časového pásma, v ktorom sa naša krajina v skutočnosti nachádza), no systém časových pásiem sa stal na planéte všeobecne akceptovaným. Koniec koncov, štandardný čas sa nielen málo líši od miestneho času, ale je tiež vhodný pri cestách ďaleko v zemepisnej dĺžke. V tejto súvislosti by bolo vhodné pripomenúť jeden zaujímavý príbeh, ktorý sa nečakane stal účastníkom prvej cesty okolo sveta pri jej skončení.

Koncom roku 1522 išiel úzkymi uličkami španielskeho mesta Sevilla nezvyčajný sprievod: 18 námorníkov výpravy F. Magellana sa práve po dlhej zaoceánskej plavbe vrátilo do rodného prístavu. Ľudia boli počas takmer trojročnej plavby mimoriadne vyčerpaní. Prvýkrát obišli zemeguľu a podaril sa im kúsok. Víťazi si však neboli podobní. V rukách trasúcich sa slabosťou niesli horiace sviece a pomaly zamierili ku katedrále, aby odčinili nedobrovoľný hriech spáchaný na dlhej plavbe...

Čím sa previnili priekopníci planéty? Keď sa Viktória na spiatočnej ceste priblížila ku Kapverdským ostrovom, poslali na breh loď po jedlo a sladkú vodu. Námorníci sa čoskoro vrátili na loď a informovali užasnutú posádku: na súši sa z nejakého dôvodu za tento deň považuje štvrtok, hoci podľa lodného denníka je to streda. Keď sa vrátili do Sevilly, konečne si uvedomili, že na svojom lodnom účte stratili jeden deň! A to znamená, že sa dopustili veľkého hriechu, pretože všetky náboženské sviatky slávili o deň skôr, ako to vyžadoval kalendár. V tom činili pokánie v katedrále.

Ako prišli skúsení námorníci o deň? Hneď treba povedať, "že sa nepomýlili pri počítaní dní. Faktom je, že zemeguľa sa otáča okolo svojej osi od západu na východ a urobí jednu otáčku za deň. Opačným smerom sa pohla výprava F. Magellana z východu na západ a od za tri roky cesty okolo sveta urobila aj kompletnú revolúciu okolo zemskej osi, ale v smere opačnom ako je smer rotácie Zeme, čiže cestovatelia urobili jednu otočku. menej ako celé ľudstvo na Zemi. A nestratili ani deň, ale vyhrali ho. Ak by sa výprava nepohybovala na západ, ale na východ, potom by lodný denník zaznamenal o deň viac ako všetci ľudia. astronóm expedície F. Magellan Antonio Pigafetta uhádol, že na rôznych miestach zemegule v rovnakom čase rôzne. A malo by to tak byť, pretože Slnko nevychádza pre celú planétu súčasne. To znamená, že na každom poludníka existuje miestny čas, ktorého začiatok sa počíta od tohto okamihu nta, keď je Slnko nízko pod obzorom, čiže je v takzvanom spodnom klimaxe. Tomu však ľudia pri každodenných činnostiach nevenujú pozornosť a riadia sa štandardným časom, ktorý zodpovedá miestnemu času stredného poludníka zodpovedajúceho časového pásma.

Rozdelenie zemegule do časových pásiem však stále nerieši všetky problémy, najmä problém racionálneho využívania obdobia denného svetla. Preto sa v poslednú marcovú nedeľu v mnohých krajinách vrátane Ukrajiny posúvajú ručičky hodín o hodinu dopredu a na konci októbra sa opäť vrátia na štandardný čas. Prechod na letný čas umožňuje hospodárnejšie využívanie palivových a energetických zdrojov. Navyše to ľuďom umožňuje viac pracovať a relaxovať v prirodzených svetelných podmienkach a využiť na spánok najtemnejšiu časť dňa.

V praktickom rozložení časových pásiem na našej planéte sú priestory, cez ktoré podmienene prechádza dátumová čiara, špecifické. Táto čiara prebieha väčšinou v otvorenom oceáne pozdĺž geografického poludníka 180° a trochu sa odchyľuje tam, kde pretína ostrovy alebo oddeľuje rôzne štáty. Bolo to urobené s cieľom vyhnúť sa určitým kalendárnym nepríjemnostiam pre ľudí, ktorí ich obývajú. Pri prechode čiary zo západu na východ sa dátum opakuje, pri pohybe opačným smerom je jeden deň z účtu vyradený. Zaujímavé je, že v Beringovom prielive medzi Čukotkou a Aljaškou sú dva ostrovy, ktoré sú oddelené medzinárodnou dátumovou líniou: Ratmanov Island, ktorý patrí Rusku, a Kruzenshtern Island, ktorý patrí SELA. Po prekonaní niekoľkokilometrovej vzdialenosti medzi oboma ostrovmi sa môžete dostať ... do včerajška, ak sa plavíte z Ratmanovského ostrova, alebo do zajtra, keď sa vydáte opačným smerom.

Zem urobí úplnú revolúciu okolo Slnka za 365 dní, 6 hodín, 9 minút a 9 sekúnd. 21. marca a 23. septembra je sklon zemskej osi neutrálny vzhľadom na Slnko (dni rovnodennosti), Zem zaujíma 21. júna polohu, v ktorej jej os na severnom konci 22. decembra, v deň r. zimný slnovrat, číre lúče dopadajú na južný obratník a severné polárne krajiny začínajúce od polárneho kruhu nie sú osvetlené. V oblasti Antarktického kruhu a ďalej k pólu je Slnko nepretržite nad obzorom. Takto to pokračuje až do jarnej rovnodennosti – 21. marca.

Osvetľovacie pásy

Celkovo je tu 13 svetelných zón. Rovníkový pás sa nachádza na oboch stranách rovníka. deň a noc sú tu takmer vždy rovnaké, súmrak je veľmi krátky, nedochádza k zmene ročných období. Tropické pásma: dĺžka dňa a noci sa pohybuje od 10,5 do 13,5 hodiny; súmrak je krátky, sú dve ročné obdobia, ktoré sa málo líšia teplotou. Subtropické pásy: Dĺžka dňa a noci pre extrémne zemepisné šírky sa pohybuje od 9 hodín do 14 hodín. Súmrak je krátky, zima a leto sú často výrazné, jar a jeseň sú menej výrazné. Mierne pásma: Všetky štyri ročné obdobia sú jasne vyjadrené (jar, leto, jeseň, zima). Zima a leto sú približne rovnaké. Pásy letných nocí a krátkych zimných dní: všetky štyri ročné obdobia sú vyjadrené, zima je dlhšia ako leto. subpolárne pásy. Polárne pásy: ročné obdobia sa zhodujú s dňom a nocou.

Pohyb dvojhviezdnej planéty Zem-Mesiac a slapové trenie

Univerzálna gravitácia je vyvážená univerzálnym odporom. Podstatou gravitácie (gravitácie) je, že všetky telesá sa navzájom priťahujú v pomere k ich hmotnostiam a nepriamo úmerne k druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi. Odpudzovanie je odstredivá sila, ktorá vzniká pri rotácii a obehu nebeských telies. Zem a Mesiac sa navzájom priťahujú, ale Mesiac nemôže spadnúť na Zem, pretože sa točí okolo Zeme a má tak tendenciu sa od nej vzďaľovať. Rovnováha príťažlivosti a odpudivosti platí pre stredy planét. Neplatí však pre jednotlivé body na povrchu Zeme. Existujú teda prílivy a odlivy. Vzájomné pôsobenie dvoch síl – príťažlivej a odstredivej sily – je sila tvoriaca príliv. Príliv a odliv sa najlepšie prejavuje v oceánoch.

ATMOSFÉRA

Atmosféra je plynný obal Zeme. V súčasnosti sa atmosféra skladá z týchto zložiek: Dusík – 78,08 %, Kyslík – 20,94 %, Argón – 0,93 %, Oxid uhličitý – 0,03 %, Ostatné plyny – 0,02 %. Atmosféra pozostáva z nasledujúcich vrstiev: troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra a exosféra. Geografický obal zahŕňa iba troposféru a spodnú časť stratosféry. Priemerná hrúbka troposféry je asi 11 km. Nad troposférou sa nachádza tropopauza, čo je tenká prechodná vrstva s hrúbkou asi jeden kilometer. Nad tropopauzou je stratosféra. Stratosféra začína 8 km nad pólmi a 16-18 km nad rovníkom. Nad zohriatou vrstvou hornej atmosféry leží po stratopauze, teda nad 55 km, mezosféra, ktorá siaha do výšky 80 km. V ňom teplota opäť klesne na -90 0C. Vo výškach od 80 do 90 km je mezopauza so stálou teplotou okolo 1800 C. Nad mezopauzou je termosféra, ktorá siaha až do 800 - 1000 km. Nad 1 000 km začína vonkajšia atmosféra alebo exosféra, ktorá siaha až do 2 000 až 3 000 km. Troposféra a spodná stratosféra sa nazývajú spodná atmosféra a všetky vyššie vrstvy sa nazývajú horná atmosféra.

Slnečné žiarenie

Slnečné žiarenie je súhrn slnečnej hmoty a energie vstupujúcej na Zem. Slnečné žiarenie prenáša svetlo a teplo. Intenzitu slnečného žiarenia je potrebné merať predovšetkým mimo atmosféry, pretože pri prechode vzduchovou sférou dochádza k jej premene a oslabeniu. Intenzitu slnečného žiarenia vyjadruje slnečná konštanta. Solárna konštanta je tok slnečnej energie za 1 minútu cez plochu s prierezom 1 cm2, kolmú na slnečné lúče a umiestnenú mimo atmosféry. Slnečná konštanta, na rozdiel od svojho názvu, nezostáva konštantná. Mení sa v dôsledku zmeny vzdialenosti od Slnka k Zemi, keď sa Zem pohybuje na svojej obežnej dráhe. Bez ohľadu na to, aké malé sú tieto výkyvy, vždy ovplyvňujú počasie a klímu.