Годишно движение и дневно въртене на земята. Земни движения

Среща се в елиптична орбита със скорост около 30 km/s. Земята прави пълно завъртане за 365,26 дни. Това време се нарича звезден(звезден) година. Земната ос е постоянно наклонена към равнината на орбитата под ъгъл 66,5°. Когато Земята се движи около Слънцето, оста не променя позицията си. Следователно всяка точка на земната повърхност се сблъсква със слънчевите лъчи под ъгли, които варират през годината. В различни периоди от годината земните полукълба едновременно получават неравномерно количество слънчева топлина и светлина, което предизвиква промяна сезони.

На разстояние от екватора на 23°27′ на север и юг има въображаеми успоредни кръгове на повърхността на земното кълбо, които се наричат тропиците(Северен, или Тропик на Рака, и Южен, или Тропик на Козирога), където Слънцето е в зенита си веднъж годишно по обяд. Това са дните на слънцестоенето: 22 юни - ден на лятното слънцестоене: Слънчевите лъчи падат вертикално върху Северния тропик. По това време в северното полукълбо Слънцето е най-високо и то получава повече топлина и светлина, тук е лято и дните са най-дълги. И има места, където по това време Слънцето изобщо не залязва под хоризонта. Това са полярните региони, разположени между Северния полюс и Арктическия кръг - паралел, разположен на 66°33′ от екватора. Тук е полярен ден; на самия полюс продължава до 186 дни. В южното полукълбо по това време е зима, а в полярните райони (отвъд Южния полярен кръг) е полярна нощ.

Шест месеца по-късно, 22 декември - най-високото положение на Слънцето над хоризонта в южното полукълбо през ден на зимното слънцестоене. В зенита си по това време Слънцето е над южния тропик и в района на полюса не залязва отвъд хоризонта; сега е лято в южното полукълбо и зима в северното полукълбо. 21 март и 23 септември Слънцето е в зенита си над екватора и лъчите му падат вертикално върху екватора; северното и южното полукълбо са осветени чак до полюсите; във всички географски ширини денят и нощта продължават 12 часа; следователно тези числа се наричат ​​съответно - пролетен денИ есенно равноденствие. На 21 март започва астрономическият сезон в северното полукълбо. пролет, на юг - есента, а на 23 септември, напротив, в южното полукълбо е пролет, а в северното е есен.

Движейки се около Слънцето, Земята се върти едновременно около оста си от запад на изток с пълен оборот по време на звезден ден или за 23 часа 56 минути 4,0905 от средното слънчево време. С това движение е свързана промяна на Земята денИ нощувки. От слънчевата страна на Земята е ден, от противоположната, сенчеста страна е нощ. Време за изпълнение - ден- определя се от Слънцето и звездите. Слънчев ден- това е интервалът от време между две преминавания на центъра на слънчевия диск през меридиана на точката на наблюдение. Движението на Земята около своята ос и около Слънцето е сложно и неравномерно, така че продължителността на истинския слънчев ден варира през годината. За да определите средното слънчево време, вземете средната продължителност на деня през годината. Слънчевият ден е малко по-дълъг от пълната революция на Земята, тъй като Земята се движи около Слънцето в същата посока, в която се върти около оста си. Следователно точното време на въртене на Земята се определя от времето между две преминавания на звезда през меридиана на дадено място. Сидеричен денпо-кратко от средното слънчево време с 3 минути 55,91 от средното време.

Нарича се ъгълът, под който всяка точка на Земята се завърта за определен период от време ъглова скороствъртене. За един час точката се премества с 15° (360°: 24 часа = 15°). А линейната скорост зависи от географската ширина на мястото. Тя е най-голяма на екватора - 464 m/s и намалява към полюсите. Например на географската ширина на Санкт Петербург (60°) вече ще бъде 232 m/s.

Само на полюса няма обичайно разделение на времето на дни и нощи, тъй като за около шест месеца Слънцето не пада под хоризонта и не изгрява за същото време. Представа за промяната в продължителността на деня и нощта на различни географски ширини може да се получи чрез изследване на чертеж, който показва положението на Земята в деня на лятното и зимното слънцестоене. Можете да видите как преминава светлоразделителната равнина, когато земната ос е наклонена със северния си край към Слънцето и обратно. В полукълбото, обърнато към Слънцето, денят е по-дълъг от нощта. На географски ширини, които изобщо не се пресичат от линията на светлината, Слънцето осветява (или не осветява) Земята денонощно за известно време; няма смяна на деня и нощта.

В резултат на ежедневното въртене на земното кълбо (с изключение на субполярните области) настъпва благоприятна за живота промяна между умерено нагряване през деня и умерено охлаждане през нощта.

Една от последиците от въртенето на Земята около оста й е отклонението на движещите се тела в северното полукълбо надясно, а в южното полукълбо - наляво. Причинява се от действие Кориолисови сили, основан на закона за инерцията, според който всяко тяло се стреми да запази посоката и скоростта на своето движение, докато въртящата се Земя междувременно се движи, това причинява отклонение в посоката на движещото се тяло. Силата на Кориолис има отклоняващ ефект върху движението на въздуха и водата (речни течения, морски течения).

1. Дневно въртене на Земята и значението му за географската обвивка

Земята извършва 11 различни движения, от които важно географско значение имат следните: 1) ежедневно въртене около оста си; 2) годишна революция около Слънцето; 3) движение около общия център на тежестта на системата Земя-Луна.

Оста на въртене на Земята е отклонена от перпендикуляра към равнината на еклиптиката с 23026,5`. Ъгълът на наклон се запазва при движение в орбита около Слънцето.

Аксиалното въртене на Земята се извършва от запад на изток или обратно на часовниковата стрелка, когато се гледа от Северния полюс. Тази посока на движение е присъща на цялата Галактика.

Времето, за което Земята се върти около оста си, може да се определи от Слънцето и звездите. Слънчевият ден е интервалът от време между две последователни преминавания на Слънцето през меридиана на точката на наблюдение. Поради сложността на движението на Слънцето и Земята, истинският слънчев ден варира. Следователно за определяне на средното слънчево време се използват дни, чиято продължителност е равна на средната продължителност на деня през годината.

Поради факта, че Земята се движи в същата посока, в която се върти около оста си, слънчевият ден е малко по-дълъг от действителното време на пълна революция на Земята. Действителното време на пълно завъртане на Земята се определя от времето между две преминавания на звезда през меридиана на дадено място. Един звезден ден е равен на 23 часа 56 минути и 4 секунди. Това е действителното време на дневното въртене на Земята.

Ъгловата скорост на въртене, т.е. ъгълът, под който всяка точка от земната повърхност се върти за всеки период от време, е еднаква за всички географски ширини. За един час една точка изминава 150 (3600: 24 часа = 150). Линейната скорост зависи от географската ширина. На екватора тя е 464 м/сек, като към полюсите намалява.

Времето на деня - сутрин, ден, вечер и нощ - започва едновременно на един и същи меридиан. Въпреки това трудовата дейност на хората в различни части на Земята изисква съгласувано отчитане на времето. За целта е въведено стандартно време.

Същността на стандартното време е, че Земята, в съответствие с броя на часовете в денонощието, е разделена от меридиани на 24 зони, преминаващи от единия до другия полюс. Ширината на всяка зона е 150. Местното време на средния меридиан на една зона се различава от съседната зона с 1 час. В действителност границите на часовите зони на сушата не винаги са начертани по меридиани, а често по политически и географски граници.

Въртенето на Земята около нейната ос дава обективна основа за изграждане на градусна мрежа. Във въртяща се сфера две точки са обективно идентифицирани, към които може да бъде прикрепена координатна мрежа. Тези точки са полюси, които не участват във въртене и следователно са неподвижни.

Оста на въртене на Земята е права линия, минаваща през нейния център на масата, около която се върти нашата планета. Точките, в които оста на въртене пресича земната повърхност, се наричат ​​географски полюси; те са две - северна и южна. Северният полюс е този, от който планетата се върти обратно на часовниковата стрелка, както и цялата галактика.

Линията на пресичане на голям кръг, чиято равнина е перпендикулярна на оста на въртене, с повърхността на земното кълбо се нарича географски или земен екватор. Можем да кажем, че екваторът е линия, която е на еднакво разстояние от полюсите във всички точки. Екваторът разделя Земята на две полукълба: северно и южно. Противопоставянето между северното и южното полукълбо не е само чисто геометрично. Екваторът е линията на смяна на сезоните и отклонението на движещите се тела надясно и наляво, а също така е видимата траектория на движение на Слънцето и цялото небе.

Малки кръгове, чиито равнини са успоредни на екваториалната, пресичащи се със земната повърхност, образуват географски паралели. Разстоянието на паралелите, както и всички други точки от екватора, се изразява чрез географска ширина. От гледна точка на въртеливото движение на Земята, географската ширина е ъгълът между равнината на земния екватор и отвеса в дадена точка. В този случай Земята се приема за хомогенна сфера с радиус 6371 km. В този случай географската ширина може да се разбира като разстоянието на желаната точка от екватора в градуси. За разлика от географската ширина, геодезическата ширина се определя не само върху топката, но и върху сфероида като ъгъл между екваториалната равнина и нормалата към сфероида в дадена точка.

Линията на пресичане на големия кръг, минаваща през географските полюси и през желаната точка с повърхността на земното кълбо, се нарича меридиан на тази точка. Равнината на меридиана е перпендикулярна на равнината на хоризонта. Линията на пресичане на тези две равнини се нарича обедна линия. Няма обективен критерий за определяне на началния меридиан. По международно споразумение за начален меридиан е приет меридианът на обсерваторията в Гринуич (извън Лондон).

Дължините се броят от началния меридиан. Географската дължина е двустенният ъгъл между равнините на меридианите: началната и желаната точка или разстоянието в градуси от началния меридиан до определено място. Дължините могат да се броят в една посока, в посоката на движение на Земята, т.е. от запад на изток, или в две посоки. Това правило обаче допуска изключения: например нос Дежнев, крайната точка на Азия, може да се счита както за 1700 W, така и за 1900 E.

Конвенцията за отчитане на дължините ни позволява да разделим Земята не според главния меридиан, а според принципа на пълно покритие на континентите.

За географската обвивка и природата на Земята като цяло аксиалното въртене на Земята е от голямо значение, по-специално:

1. Аксиалното въртене на Земята създава основната единица за време - денонощието, разделяйки Земята на две части - осветена и неосветена. По време на еволюцията на органичния свят физиологичната активност на животните и растенията се оказа съобразена с тази единица време. Смяната на напрежението (работа) и релаксация (почивка) е вътрешна потребност на всички живи организми. Очевидно основният синхронизатор на биологичните ритми е редуването на светлина и тъмнина. С това редуване е свързан ритъмът на фотосинтезата, деленето и растежа на клетките, дишането, луминесценцията на водораслите и много други явления в географската среда.

Най-важната характеристика на топлинния режим на земната повърхност - редуването на дневно нагряване и нощно охлаждане - зависи от деня. В този случай е важна не само тази промяна сама по себе си, но и продължителността на периодите на отопление и охлаждане.

Дневният ритъм се проявява и в неживата природа: в нагряването и охлаждането на скалите и изветрянето, температурния режим, температурата на въздуха, валежите на земята и др.

2. Най-важното значение на въртенето на географското пространство е разделянето му на дясно и ляво. Това води до отклонение на траекториите на движещите се тела надясно в северното полукълбо и наляво в южното полукълбо.

Още през 1835 г. математикът Густав Кориолис формулира теорията за относителното движение на телата във въртяща се отправна система. Въртящото се географско пространство е такава неподвижна система. Отклонението на движението надясно или наляво се нарича сила на Кориолис или ускорение на Кориолис. Същността на това явление е следната. Посоката на движение на телата естествено е праволинейна спрямо оста на света. Но на Земята това се случва на въртяща се сфера. Под движещо се тяло равнината на хоризонта се върти наляво в северното полукълбо и надясно в южното полукълбо. Тъй като наблюдателят е върху твърдата повърхност на въртяща се сфера, му се струва, че движещото се тяло се отклонява надясно, докато всъщност равнината на хоризонта се движи наляво. Всички движещи се маси на Земята са подложени на действието на силата на Кориолис: водата в океанските и морските течения, въздушните маси по време на атмосферната циркулация, материята в ядрото и мантията.

• 3. Въртенето на Земята (заедно с нейната сферична форма) в полето на слънчевата радиация (светлина и топлина) определя протяжността запад-изток на природните зони и географските зони.
• 4. Благодарение на въртенето на Земята, възходящите и низходящите въздушни течения, които са неподредени на различни места, придобиват преобладаваща спиралност. Въздушните маси, океанските води и също, вероятно, основната материя са обект на този модел.
• 2. Годишното въртене на Земята около Слънцето и неговото географско значение

Земята прави пълна обиколка около Слънцето за 365 дни, 6 часа, 9 минути и 9 секунди. В края на звездната година наблюдател от Земята ще види Слънцето близо до същата звезда, където е било точно преди година. Тропическата година, т.е. периодът от време между две последователни преминавания на Слънцето през пролетното равноденствие, продължава 365 дни 5 часа 48 минути и 46 секунди. Тропическата година е с около 20 минути по-кратка от звездната.

Пътят на годишното движение на Земята, или орбитата, има формата на елипса, със Слънцето в единия фокус. От това следва, че разстоянието от Земята до Слънцето се променя през годината. Земята е най-близо до Слънцето или в перихелий на 3 януари. На този ден разстоянието от Земята до Слънцето е 147 000 000 км. На 5 юли, в афелия, Земята се отдалечава от Слънцето на 152 000 000 км. Дължината на земната орбита е около 940 000 000 км. Земята се движи по този път със средна скорост от 107 хиляди км/час, или 29,8 км/сек. В афелия скоростта намалява до 29,3 км/сек, а в перихелия се увеличава до 30,3 км/сек.

Революцията на Земята около Слънцето произвежда втората основна единица време - годината. За разлика от дневното въртене, годината се определя не от въртенето на Земята около самото Слънце или дори от промяната на разстоянието до него, а от факта, че оста на въртене на Земята е наклонена към равнината на орбитата. Ъгъл на наклон - 66 0 33 "15"".

По време на годишното движение земната ос остава в непроменено положение, тоест винаги успоредна на себе си. Това, с различното положение на Земята спрямо Слънцето, причинява промени в осветлението и нагряването на северното и южното полукълбо според сезоните. Нека разгледаме по-подробно тези най-важни геофизични явления.

• На 21 март и 23 септември наклонът на земната ос е неутрален спрямо Слънцето. В тези дни слънчевите лъчи падат вертикално върху екватора, северното и южното полукълбо са равномерно осветени до полюсите; На всички географски ширини денят и нощта продължават 12 часа. Следователно тези числа се наричат ​​дни на равноденствие.
• На 21 юни Земята заема положение, при което оста й със северния си край е наклонена към Слънцето. Следователно вертикалните лъчи вече не падат върху екватора, а на север от него на ъглово разстояние, равно на наклона на екваториалната равнина спрямо равнината на орбитата или еклиптиката, т.е. 23033" (900 - 660 33" = 230 27").

При денонощното въртене на Земята вертикално падащите лъчи ще опишат върху нея линия, северно от която Слънцето никога не е в зенита си. Тази линия се нарича Северен тропик или Северен въртящ се кръг. Северният въртящ се кръг се нарича още Тропик на Рака, по името на съзвездието, в което се намира Слънцето по това време. Южният въртящ се кръг иначе се нарича Тропик на Козирога. Датите, на които Слънцето е в зенита си в тропиците, се наричат ​​слънцестоене.

Във високите северни ширини, в деня на лятното слънцестоене, не само полюсът, но и пространството отвъд него до ширина 66033" или Арктическия кръг е осветен денонощно.

В южното полукълбо на този ден слънчевият лъч образува допирателна към повърхността на топката, също на ширина 660 33", но по такъв начин, че цялото пространство отвъд тази линия или южния полярен кръг е не е осветено на 22 юни. Още на следващия ден, 23 юни, Слънцето се отдалечава от тропиците към екватора. В Арктическия кръг има кратка нощ, а на юг Слънцето изгрява над хоризонта през деня.

Продължителността на деня в северното полукълбо последователно намалява, а в южното се увеличава до есенното равноденствие - 23 септември.

На 22 декември, в деня на зимното слънцестоене, ясни лъчи падат върху южния тропик, а северните полярни страни, започващи от Арктическия кръг, не са осветени. В Антарктическия кръг и по-нататък към полюса Слънцето е над хоризонта през целия ден и нощ. Това продължава до пролетното равноденствие – 21 март.

По този начин тропиците или обръщащите се кръгове (гръцки tropikos - кръг на обръщане) са паралелите на 230 27 "южни и северни ширини, на които Слънцето е в зенита си веднъж годишно на слънцестоенето по обяд. Полярните кръгове са паралели 660 33" северна и южна ширина, при които веднъж годишно в дните на лятното слънцестоене Слънцето не залязва, а в дните на зимното слънцестоене не изгрява.

Годината е не само единица за измерване на времето, но и продължителността на сезонните цикли на много явления в живата и неживата природа: сезонни промени във времето, установяване и изчезване на снежна покривка в умерените ширини, годишен режим на реките и езера, сезонни ритми в живота на растенията и животните. На практика няма тела или явления в природата, които да не се влияят от сезонните ритми.

3. Осветителни колани

Сезоните на годината (пролет, лято, есен, зима) не се появяват еднозначно за полукълбата, а според определени зони, които в географската литература се наричат ​​осветителни пояси. Има общо 13 светещи колана. Нека разгледаме тези колани по-подробно.

Екваториалният пояс е разположен от двете страни на екватора и е ограничен от паралели на 100 северна ширина. и 100S. Обедната надморска височина на Слънцето в този пояс варира от 90 до 56,50; Денят и нощта тук са почти винаги равни, здрачът е много кратък и няма смяна на сезоните.

Тропически зони:

Северният тропически пояс е ограничен от паралели 100 N и 23, 50 N,

Южен тропически пояс - 100 ю. и 230 S.

Обедната надморска височина на Слънцето в тропическите зони варира от 90 до 470, продължителността на деня и нощта варира от 10,5 до 13,5 часа; здрачът е кратък, има два сезона в годината, които се различават малко по температура.

Субтропични зони:

Северна субтропична зона: 23,50 с.ш. - 400 N,

Южен субтропичен пояс: 23,50 ю.ш. - 400 S

Слънцето не се появява в зенита си в субтропичните зони. Височината на Слънцето в близост до тропиците през лятната половина на годината достига 900, а на обратната граница през зимата намалява до 26,50. Продължителността на деня и нощта за екстремни географски ширини варира от 9 часа 09 минути до 14 часа 51 минути. Сумракът е кратък, зимата и лятото са често изразени, пролетта и есента са по-слабо изразени.

Умерени зони:

Северна умерена зона: 400 N - 580 N,

Южна умерена зона: 400 ю.ш. - 580 S

Обедната височина на Слънцето на полярната граница варира от 8,50 през зимата до 55,50 през лятото. Продължителността на деня и нощта варира от 18 до 6 часа. Здрачът е дълъг. И четирите сезона са ясно изразени (пролет, лято, есен, зима). Зимата и лятото са приблизително еднакви.

Зони на летни нощи и къси зимни дни:

Северна зона на летни нощи и къси зимни дни: 580 с.ш. - 66, 50 N,

Южна зона на летни нощи и къси зимни дни: 580 ю. - 66.5 0 S

Височината на Слънцето по обяд на полярните граници варира от 53,50 през лятото до 00 през зимата. Около лятното слънцестоене има бели нощи, през зимата има здрачни дни, изразени са и четирите сезона, зимата е по-дълга от лятото.

Субполярни зони:

Северен субполярен пояс: 66,50 с.ш. - 74.50 северна ширина

Южен субполярен пояс: 66,50 ю.ш. - 74.70 S

Полярните граници на субполярните пояси се определят от слизането на Слънцето в дните на зимното слънцестоене за съответните полукълба под хоризонта на 80. Следователно полярната нощ в тази зона има характер на здрач или е „бяла ”; тя продължава от 1 ден в близост до полярните кръгове до 103 дни на полярните граници. Лятната височина на Слънцето варира от 47 до 390.

Полярни колани:

Северна полярна зона: 74,50 северна ширина. - 900 N,

Южна полярна зона: 74.50 северна ширина. - 900 S

Слънцето не изгрява в Северното полукълбо от 103 до 179 дни; най-високата височина на Слънцето на полюсите е 23,50; сезоните съвпадат с деня и нощта.

4. Движение на двойната планета Земя-Луна и приливно триене

Универсалната гравитация се балансира от универсалното отблъскване. Същността на гравитацията (гравитацията) е, че всички тела се привличат едно към друго пропорционално на техните маси и обратно пропорционално на квадрата на разстоянието между тях. Отблъскването е центробежна сила, която възниква по време на въртенето и циркулацията на небесните тела. Земята и Луната се привличат взаимно, но Луната не може да падне на Земята, защото се върти около Земята и по този начин се стреми да се отдалечи от нея.

Съответствието между привличането и отблъскването е относително, а не пълно. Разстоянието между Земята и Луната е такова, че силите на тяхното взаимно привличане са точно равни на центробежната сила, която възниква, когато тези планети се движат около общ център на тежестта. Луната е 81,5 пъти по-малка от Земята; следователно общият център на тежестта на системата Земя-Луна се намира не между тях, а вътре в Земята, на разстояние 0,73 земни радиуса от центъра на Земята.

За центровете на планетите е валидно равновесието на привличане и отблъскване. То обаче не се отнася за отделни точки от земната повърхност. Следователно има смущение в гравитационното поле, което причинява приливи и отливи.

Гравитацията на Луната действа върху всяка точка от повърхността на Земята и навсякъде е насочена към Луната. Въпреки това, поради големия размер на земното кълбо, неговата величина, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието, е различна навсякъде. Страната на Земята, обърната в момента към Луната, се привлича най-много. От другата страна привличането е по-слабо. Разликата в привличането е около 10%.

Взаимодействието на две сили - силата на привличане и центробежната сила - е приливната сила.

Приливите и отливите са най-добре изразени в Световния океан. Но мантията и следователно земната кора и вероятно ядрото също реагират на приливната сила.

Установено е, че в Москва например приливната сила достига 50 см. Това означава, че два пъти на ден земната повърхност плавно се издига с половин метър, а след това плавно пада.

Приливната вълна се съпротивлява от кохезионни сили. Частиците се движат взаимно, преодолявайки вътрешното триене. Това е приливно триене. Консумира енергията от въртенето на Земята.

Въртенето на Земята постепенно се забавя в геоложкото време. В архея денят е продължил вероятно 20 часа. В зависимост от намаляването на скоростта на въртене, фигурата на Земята се пренарежда и релефът на литосферата се променя.

Земята прави пълен оборот около оста си за 23 часа 56 минути. 4 сек. Ъгловата скорост на всички точки на нейната повърхност е еднаква и възлиза на 15 градуса/ч. Тяхната линейна скорост зависи от разстоянието, което точките трябва да изминат за периода на тяхното ежедневно въртене. Точките на линията на екватора се въртят с най-висока скорост (464 m/s). Точките, които съвпадат със Северния и Южния полюс, остават практически неподвижни. Така линейната скорост на точките, лежащи на един и същи меридиан, намалява от екватора към полюсите. Именно нееднаквата линейна скорост на точките на различни паралели обяснява проявата на отклоняващото действие на въртенето на Земята (т.нар. сила на Кориолис) надясно в Северното полукълбо и наляво в Южното полукълбо спрямо посоката на тяхното движение. Отклоняващият ефект засяга особено посоката на въздушните маси и морските течения.

Силата на Кориолис действа само върху движещи се тела, тя е пропорционална на тяхната маса и скорост на движение и зависи от географската ширина, на която се намира точката. Колкото по-голяма е ъгловата скорост, толкова по-голяма е силата на Кориолис. Отклоняващата сила на въртенето на Земята се увеличава с географската ширина. стойността му може да се изчисли по формулата

Къде м- тегло; v- скорост на движещо се тяло; w- ъглова скорост на въртене на Земята; й- географска ширина на тази точка.

Въртенето на Земята причинява бърз цикъл на ден и нощ. Ежедневното редуване създава особен ритъм в развитието на физико-географските процеси и природата като цяло. Едно от важните последствия от ежедневното въртене на Земята около оста си е приливите и отливите - феноменът на периодични колебания в нивата на океана, които се причиняват от гравитационните сили на Слънцето и Луната. Повечето от тези сили са месечни и следователно те определят основните характеристики на приливните явления. Явленията на притока се срещат и в земната кора, но тук те не надвишават 30-40 cm, докато в океаните в някои случаи достигат 13 m (залив Penzhinskaya) и дори 18 m (залив Fundy). Височината на водните издатини върху повърхността на океаните е около 20 см, като те обикалят океаните два пъти на ден. Крайното положение на нивото на водата в края на притока се нарича пълноводие, в края на оттока - маловодие; разликата между тези нива се нарича величина на прилива.

Механизмът на приливните явления е доста сложен. Основната им същност е, че Земята и Луната са единствената система във въртеливо движение около общ център на тежестта, който се намира вътре в Земята на разстояние приблизително 4800 km от нейния център (фиг. 10). Както всяка плът, въртящата се система Земя-Луна се влияе от две сили: гравитационна и центробежна. Съотношението на тези сили на различните страни на Земята не е еднакво. От страната на Земята, обърната към Луната, гравитационните сили на Луната са по-големи от центробежните сили на системата и тяхната резултантна е насочена към Луната. От противоположната на Луната страна на Земята центробежните сили на системата са по-големи от гравитационната сила на Луната и тяхната резултантна е насочена встрани от нея. Тези резултанти са приливни сили; те причиняват увеличаване на водата от противоположните страни на Земята.

ориз. 10.

Поради факта, че Земята се върти ежедневно в полето на тези сили, а Луната се движи около нея, входящите вълни се опитват да се движат в съответствие с позицията на Луната, следователно във всеки регион на океана за 24 часа 50 минути. Приливът идва два пъти и приливът изчезва два пъти. Ежедневно забавяне от 50 минути. поради изпреварващото движение на Луната по нейната орбита около Земята.

Слънцето също причинява приливи и отливи на Земята, въпреки че те са три пъти по-ниски по височина. Те се наслагват върху лунните приливи и отливи, променяйки техните характеристики.

Въпреки факта, че Слънцето, Земята и Луната са почти в една и съща равнина, те непрекъснато променят относителните си позиции в орбитите, така че влиянието им на приток се променя съответно. Два пъти по време на месечния цикъл - на нов (млад) месец и пълнолуние - Земята, Луната и Слънцето са на една линия. По това време приливните сили на Луната и Слънцето съвпадат и възникват необичайно високи, така наречените бели приливи. В първата и третата четвърт на Луната, когато приливните сили на Слънцето и Луната са насочени под прав ъгъл една спрямо друга, те имат обратен ефект и височината на лунните приливи е приблизително една трета по-малка. Тези приливи и отливи се наричат ​​квадратура.

Проблемът с използването на колосалната енергия на приливите и отливите отдавна привлича вниманието на човечеството, но решението му започна с изграждането на приливни електроцентрали (ТЕЦ) едва сега. Първата приливна електроцентрала влезе в експлоатация във Франция през 1960 г. В Русия през 1968 г. на брега на Колския залив е построена Кислогубская приливна електроцентрала. Предвижда се изграждането на още няколко ТЕЦ в района на Бяло море, както и в далекоизточните морета на Камчатка.

Влиятелните вълни постепенно забавят скоростта на въртене на Земята, тъй като се движат в обратна посока. Следователно денят на земята става по-дълъг. Изчислено е, че само поради притока на вода на всеки 40 хиляди години денят се увеличава с 1 s. Преди милиард години един ден на Земята е бил само 17 часа. След милиард години един ден ще продължи 31 часа. И след няколко милиарда години Земята винаги ще има една страна, обърната към Луната, точно както Луната е обърната към Земята сега.

Някои учени смятат, че взаимодействието на Земята с Луната е една от основните причини за първоначалното нагряване на нашата планета. Влиятелното триене кара Луната да се отдалечава от Земята със скорост около 3 см/година. Тази стойност силно зависи от разстоянието между двете тела, което в момента е 60,3 земни радиуса.

Ако приемем, че първоначално Земята и Луната са били много по-близо, тогава, от една страна, приливната сила трябва да е по-голяма. Приливната вълна създава вътрешно триене в тялото на планетата, което е придружено от отделяне на топлина,

Въртенето на Земята около оста й е свързано с нейната сила, която зависи от ъгловата скорост на дневното въртене на планетата. Въртенето генерира центробежна сила, правопропорционална на квадрата на ъгловата скорост. Сега центробежната сила на екватора, където е най-голяма, е само 1/289 от силата на гравитацията. Средно Земята има 15-кратен резерв на безопасност. Слънцето е 200 пъти, а Сатурн е само 1,5 пъти поради бързото си въртене около оста си. Неговите пръстени са се образували вероятно поради по-бързото въртене на планетата в миналото. Имаше хипотеза, че Луната се е образувала в резултат на отделянето на част от земната маса в Тихия океан поради бързото й въртене. Въпреки това, след изследване на проби от лунни скали, тази хипотеза беше отхвърлена, но фактът, че формата на Земята се променя в зависимост от скоростта на нейното въртене, не буди никакво съмнение сред експертите.

Ежедневното въртене на Земята се свързва с понятия като звездно, слънчево, зоново и местно време, линия за дата и др. Времето е основната единица за определяне на времето, през което се извършва видимото въртене на небесната сфера обратно на часовниковата стрелка. След като забележите началната точка в небето, от нея се изчислява ъгълът на въртене, от който се изчислява изминалото време. Сидеричният час се брои от момента на горната кулминация на пролетното равноденствие, в който еклиптиката пресича екватора. Използва се за астрономически наблюдения. Слънчевото време (настоящо или истинско средно) се брои от момента на долната кулминация на центъра на слънчевия диск на меридиана на наблюдателя. Местното време е средното слънчево време във всяка точка на Земята, което зависи от географската дължина на тази точка. Колкото по-на изток е дадена точка на Земята, толкова по-дълго има местно време (всеки 15° дължина дава часова разлика от 1 час), а колкото по-на запад отивате, толкова по-кратко е времето.

Земната повърхност условно е разделена на 24 часови зони, в които времето се счита за равно на времето на централния меридиан, тоест меридианът, минаващ през средата на зоната.

В гъсто населените райони границите на поясите минават по границите на държави и административни региони, понякога съвпадат с естествените граници: речни корита, планински вериги и други подобни. В първата часова зона времето е с един час по-късно от времето на нулевата зона или средното слънчево време на Гринуичкия меридиан, във втората зона - с 2 часа и т.н.

Стандартното време, което разделя планетата на 24 часови зони, е въведено в много страни по света през 1884 p. И въпреки че неговата концентрация не елиминира всички недоразумения, свързани с изчисляването на времето (нека си припомним поне неотдавнашните разгорещени дискусии в някои региони на Украйна относно въвеждането на нейна територия вместо московско киевско време, т.е. времето на секунда часова зона, в която нашата страна всъщност се намира), но системата за часови зони е станала общоприета на планетата. В края на краищата стандартното време не само се различава малко от местното време, но също така е удобно, когато използвате пътуване на дълги разстояния. В тази връзка би било уместно да си припомним една интересна история, която неочаквано се случи с участниците в първото околосветско пътуване при завършването му.

В края на 1522 г. необичайна процесия премина през тесните улици на испанския град Севиля: 18 моряци от експедицията на Ф. Магелан току-що се завърнаха в родното си пристанище след дълго океанско пътуване. Хората бяха изключително изтощени по време на почти тригодишното плаване. За първи път те обиколиха земното кълбо и постигнаха подвиг. Но победителите не бяха еднакви. В треперещи от слабост ръце те носеха запалени свещи и бавно се отправиха към катедралата, за да изкупят неволния грях, който извършиха по време на дългото плаване...

С какво са виновни пионерите на планетата? Когато Виктория наближи островите Кабо Верде на връщане, на брега беше изпратена лодка за храна и прясна вода. Скоро моряците се върнаха на кораба и съобщиха на изумения екипаж: по някаква причина на сушата този ден се смята за четвъртък, въпреки че според корабния дневник е сряда. Когато се върнаха в Севиля, те най-накрая разбраха, че са загубили един ден в сметката на кораба си! Това означава, че те са извършили голям грях, защото са празнували всички религиозни празници с ден по-рано от календара. Те се покаяха за това в катедралата.

Как опитни моряци загубиха един ден? Веднага трябва да се каже, че те не са допуснали никаква грешка при броенето на дните посока от изток на запад и от За три години околосветско пътуване тя също направи пълен оборот около земната ос, но в посока, обратна на посоката на въртене на Земята, което означава, че пътешествениците направиха един оборот по-малко от цялото човечество на Земята не е загубило, а е спечелило от експедицията на Ф. Магелан, Антонио Пигафета, се досеща, че на различни места по земното кълбо в един и същи момент трябва да бъде, защото Слънцето не изгрява едновременно за цялата планета на всеки меридиан има местно време, чието начало се отчита от момента, в който Слънцето е ниско под хоризонта, тоест е в така наречената долна кулминация. Хората обаче в ежедневните си дейности не обръщат внимание на това и се фокусират върху стандартното време, съответстващо на местното време на средния меридиан на съответната часова зона.

Но разделянето на земното кълбо на часови зони все още не решава всички проблеми, по-специално проблема с рационалното използване на светлинния период. Ето защо в последната неделя на март в много страни, включително Украйна, стрелките на часовника се преместват с един час напред, а в края на октомври се връщат към стандартното време. Преминаването към лятно часово време дава възможност за по-икономично използване на горивните и енергийните ресурси. В допълнение, това позволява на хората да работят и да релаксират повече време на естествена светлина и да използват най-тъмното време на деня за сън.

При практическото разпределение на часовите зони на нашата планета специфични са пространствата, през които условно минава дневната линия. Тази линия минава предимно в открития океан по 180° меридиан и се отклонява донякъде там, където пресича острови или разделя различни държави. Това е направено, за да се избегнат известни календарни неудобства за хората, които ги обитават. При преминаване на линия от запад на изток датата се повтаря; при движение в обратна посока един ден се изключва от броенето. Интересното е, че в Беринговия проток между Чукотка и Аляска има два острова, които са разделени от международната линия за изчисление на дата: остров Ратманов, който принадлежи на Русия, и остров Крузенштерн, който принадлежи на SELA. След като изминете разстояние от няколко километра между два острова, можете да се окажете... във вчерашния ден, ако плавате от остров Ратманов, или в утрешния ден, когато се насочите в обратната посока.

Земята участва в няколко вида движения: около собствената си ос, заедно с други планети от Слънчевата система около Слънцето, заедно със Слънчевата система около центъра на Галактиката и т.н. Но най-важните за природата на Земята са движение около собствената си осИ около Слънцето.

Движението на Земята около собствената си ос се нарича аксиално въртене.Извършва се в посока от запад на изток(обратно на часовниковата стрелка, гледано от северния полюс). Периодът на аксиално въртене е приблизително 24 часа (23 часа 56 минути 4 секунди),тоест земен ден. Следователно, аксиалното движение се нарича дневни пари.

Аксиалното движение на Земята има поне четири основни последствия : фигура на Земята; смяна на деня и нощта; появата на силата на Кориолис; появата на приливи и отливи.

Поради аксиалното въртене на Земята, полярна компресия, следователно неговата фигура е елипсоид на революцията.

Въртейки се около оста си, Земята "насочва" първо едното полукълбо, а след това другото към Слънцето. От осветената страна - ден, на неосветен – нощ. Продължителността на деня и нощта на различните географски ширини се определя от положението на Земята в орбита. Във връзка със смяната на деня и нощта се наблюдава дневен ритъм, който е най-силно изразен в обектите на живата природа.

Въртенето на Земята "принуждава" движещите се тела се отклоняват от посоката на първоначалното си движение,и в В Северното полукълбо - надясно, а в Южното полукълбо - наляво.Отклоняващият ефект от въртенето на Земята се нарича Кориолисови сили.Най-ярките прояви на тази власт са отклонения в посоката на движение на въздушните маси(пасатите на двете полукълба придобиват източен компонент), океански течения, речни течения.

Привличането на Луната и Слънцето, заедно с аксиалното въртене на Земята, причинява появата на приливни явления. Приливна вълна обикаля Земята два пъти на ден. Приливите и отливите са характерни за всички геосфери на Земята, но най-ясно са изразени в хидросферата.

Не по-малко важно за природата на земята е нейното орбитално движение около Слънцето.

Формата на Земята е елипсовидна, тоест в различни точки разстоянието между Земята и Слънцето не е еднакво. IN юлиЗемята е по-далеч от Слънцето (152 милиона км), и следователно орбиталното му движение се забавя леко. В резултат на това северното полукълбо получава повече топлина в сравнение с южното полукълбо и лятото тук е по-дълго. IN януариразстоянието между Земята и Слънцето е минимално и равно 147 милиона км.

Периодът на орбитално движение е 365 пълни дни и 6 часа.Всеки четвърта годинаброи високосна година, тоест съдържа 366 дни, защото В продължение на 4 години се натрупват допълнителни дни.Общоприето е, че основната последица от орбиталното движение е смяната на сезоните. Това обаче се случва не само в резултат на годишното движение на Земята, но и поради наклона на земната ос към равнината на еклиптиката, както и поради постоянството на този ъгъл, който е 66,5°.

Орбитата на Земята има няколко ключови точки, които съответстват на равноденствието и слънцестоенето. 22 юни – ден на лятното слънцестоене.На този ден Земята е обърната към Слънцето от Северното полукълбо, така че в това полукълбо е лято. Слънчевите лъчи падат под прав ъгъл спрямо паралела 23,5° с.ш- северен тропик. На Арктическия кръг и вътре в него - полярен ден, в Антарктическия кръг и на юг от него - полярна нощ.

22 декември, В ден на зимното слънцестоене, Земята заема, така да се каже, противоположна позиция по отношение на Слънцето.

В дните на равноденствията двете полукълба са еднакво осветени от Слънцето. Слънчевите лъчи падат под прав ъгъл спрямо екватора. На цялата Земя, с изключение на полюсите, денят е равен на нощта, а продължителността му е 12 часа. На полюсите има смяна на полярния ден и нощ.

уебсайт, при пълно или частично копиране на материал се изисква връзка към източника.

Запомнете! Как се нарича орбитата на Земята? На какви полукълба екваторът разделя Земята?

Всеки ден слънцето изгрява сутрин, на обяд стои високо в небето, а вечер се скрива зад хоризонта и настъпва нощ. защо се случва това

Мислете! Или Слънцето може едновременно да освети цялата Земя? защо Могат ли слънчевите лъчи да преминават през или около Земята? защо

ориз. 13. Въртене на Земята около оста си

Земята е непрозрачно космическо тяло, което се движи около оста си от запад на изток. Когато едната страна на Земята е обърната към Слънцето и е осветена от неговите лъчи, тогава противоположната страна е в сянка по това време. От осветената страна е ден, от неосветената е нощ. Земята прави пълен оборот около оста си за едно денонощие, което продължава 24 часа. Следователно въртенето на Земята около нейната ос причинява цикъла на деня и нощта.

Докато се върти около оста си, Земята едновременно се движи по орбита около Слънцето.

Важно е въображаемата ос на Земята винаги да е разположена под един и същи ъгъл. Докато се движи около Слънцето, нашата планета се връща повече към него или в южното, или в северното полукълбо. Когато северното полукълбо е обърнато към Слънцето, то получава много светлина и топлина и там цари лято. По това време в южното полукълбо е зима.

ориз. 14. Годишното движение на Земята около Слънцето

Земята непрекъснато се движи. Постепенно се обръща все повече към Слънцето с южното полукълбо и се отклонява от него със северното полукълбо. Там, където е имало лято, идва есента, а в Южното полукълбо пролетта идва след студена зима.

Продължавайки да се движи, след известно време Земята се обръща към Слънцето, така че Северното полукълбо е осветено и затоплено още по-малко, а Южното полукълбо още повече. След това в Северното полукълбо започва зимата, а в Южното - лятото.

Впоследствие Земята отново започва да се връща към Слънцето от Северното полукълбо. Става по-топло и идва пролетта, а в южното полукълбо идва есента.

И така, северното и южното полукълбо на Земята, по време на нейното въртене около Слънцето, едновременно получават неравномерно количество слънчева светлина и топлина, което причинява смяната на сезоните.

Земята прави пълен оборот около Слънцето за една година, която продължава 365 дни 5 часа 48 минути 46 секунди. Това число е закръглено и в календара са записани 365 дни за три години. Над 4 години се добавят 5 часа с минути и секунди и получавате друга ера. Затова всяка четвърта година в календара се появява 29 февруари. Година с продължителност 366 дни се нарича високосна.

Обсъдете! Какво би се случило на Земята, ако оста не беше наклонена?

Високосна година.

Тествайте знанията си

1. Защо на Земята се случва смяната на деня и нощта?

2. Какво е ден? Колко време трае?

3. Защо сезоните се сменят на Земята?

4. Колко време трае типичната земна година? Ами високосната година?

5. Според Дима, ако Слънцето осветява повече Северното полукълбо, тогава на негова територия идва пролетта. Право ли е момчето? Обяснете защо.

Нека да го обобщим заедно

Земята извършва едновременно дневно и годишно движение. Смяната на деня и нощта е следствие от въртенето му около оста си, което продължава 24 часа - денонощие. Една година е периодът от време, през който Земята прави пълна обиколка около Слънцето. Продължава приблизително 365 дни. Движението на Земята около Слънцето води до смяна на сезоните.

Акцент за любопитните

Земята се движи около оста си с определена скорост. Тя е най-голяма на екватора и възлиза на 464 m/s. Средната скорост на Земята около Слънцето е 30 км/сек.