Mouvement annuel et rotation quotidienne de la terre. Mouvements de terre

Se produit sur une orbite elliptique à une vitesse d'environ 30 km/s. La Terre effectue une rotation complète en 365,26 jours. Cette fois s'appelle stellaire(sidéral) année. L'axe de la Terre est constamment incliné par rapport au plan orbital selon un angle de 66,5°. Lorsque la Terre tourne autour du Soleil, l’axe ne change pas de position. Par conséquent, chaque point de la surface de la Terre reçoit les rayons du soleil sous des angles qui varient tout au long de l'année. À différents moments de l'année, les hémisphères de la Terre reçoivent simultanément des quantités inégales de chaleur et de lumière solaire, ce qui provoque un changement saisons.

À une distance de l'équateur à 23°27' au nord et au sud, il y a des cercles parallèles imaginaires à la surface du globe, appelés tropiques(Nord, ou Tropique du Cancer, et Sud, ou Tropique du Capricorne), où le Soleil est à son zénith une fois par an à midi. Ce sont les jours des solstices : 22 juin - jour du solstice d'été: Les rayons du soleil tombent verticalement sur le Tropique du Nord. A cette époque, dans l'hémisphère nord, la position du Soleil est à son maximum et il reçoit plus de chaleur et de lumière, c'est ici l'été et les jours sont les plus longs ; Et il y a des endroits où, à cette époque, le Soleil ne se couche pas du tout sous l'horizon. Ce sont les régions polaires situées entre le pôle Nord et le cercle polaire arctique, un parallèle situé à 66°33′ de l'équateur. C'est une journée polaire ici ; au pôle lui-même, cela dure jusqu'à 186 jours. Dans l'hémisphère sud, c'est l'hiver à cette époque, et dans les régions polaires (au-delà du cercle antarctique), c'est la nuit polaire.

Six mois plus tard, le 22 décembre - la position la plus élevée du Soleil au-dessus de l'horizon dans l'hémisphère sud en jour du solstice d'hiver. À son zénith, le Soleil est à cette époque au-dessus du tropique sud, et dans la zone du pôle, il ne se couche pas au-delà de l'horizon ; c'est maintenant l'été dans l'hémisphère sud et l'hiver dans l'hémisphère nord. 21 mars et 23 septembre Le soleil est à son zénith au-dessus de l'équateur et ses rayons tombent verticalement sur l'équateur ; les hémisphères nord et sud sont illuminés jusqu'aux pôles ; sous toutes les latitudes, le jour et la nuit durent 12 heures ; donc ces numéros sont appelés en conséquence - jour de printemps Et équinoxe d'automne. Le 21 mars commence la saison astronomique dans l’hémisphère nord. printemps, au sud - automne, et le 23 septembre, au contraire, c'est le printemps dans l'hémisphère sud et l'automne dans l'hémisphère nord.

En se déplaçant autour du Soleil, la Terre tourne en même temps autour de son axe d'ouest en est avec un tour complet au cours d'un jour sidéral, soit en 23 heures 56 minutes 4,0905 du temps solaire moyen. Ce mouvement est associé à un changement sur Terre jour Et nuits. Du côté ensoleillé de la Terre, c'est le jour, du côté opposé, c'est la nuit. Délai d'exécution - jour- déterminé par le Soleil et les étoiles. Journée ensoleillée- c'est l'intervalle de temps entre deux passages du centre du disque solaire par le méridien du point d'observation. Le mouvement de la Terre autour de son axe et autour du Soleil est complexe et inégal, de sorte que la durée du jour solaire réel varie tout au long de l'année. Pour déterminer l’heure solaire moyenne, prenez la durée moyenne du jour au cours de l’année. Un jour solaire est légèrement plus long qu'un tour complet de la Terre, puisque la Terre se déplace autour du Soleil dans le même sens qu'elle tourne autour de son axe. Par conséquent, l'heure exacte de la révolution de la Terre est déterminée par le temps écoulé entre deux passages d'une étoile par le méridien d'un lieu donné. Jour sidéral plus court que la moyenne solaire de 3 minutes 55,91 par rapport au temps moyen.

L'angle selon lequel un point de la Terre tourne pendant une certaine période de temps est appelé vitesse angulaire rotation. En une heure, le point se déplace de 15° (360° : 24 heures = 15°). Et la vitesse linéaire dépend de la latitude du lieu. Elle est maximale à l'équateur - 464 m/s et diminue vers les pôles. Par exemple, à la latitude de Saint-Pétersbourg (60°), elle sera déjà de 232 m/s.

Seulement au pôle, il n'y a pas de division habituelle du temps en jours et nuits, puisque pendant environ six mois, le Soleil ne tombe pas en dessous de l'horizon et ne se lève pas pendant le même temps. Une idée du changement de la durée du jour et de la nuit à différentes latitudes peut être obtenue en examinant un dessin qui montre la position de la Terre le jour du solstice d'été et d'hiver. Vous pouvez voir comment passe le plan de séparation de la lumière lorsque l'axe de la Terre est incliné avec son extrémité nord vers le Soleil, et vice versa. Dans l’hémisphère faisant face au Soleil, le jour est plus long que la nuit. À des latitudes qui ne sont pas du tout coupées par la ligne lumineuse, le Soleil éclaire (ou n'éclaire pas) la Terre 24 heures sur 24 pendant un certain temps ; il n'y a aucun changement de jour et de nuit.

En raison de la rotation quotidienne du globe (à l'exception des régions subpolaires), un changement favorable à la vie se produit entre un chauffage modéré pendant la journée et un refroidissement modéré la nuit.

L'une des conséquences de la rotation de la Terre autour de son axe est la déviation des corps en mouvement dans l'hémisphère nord vers la droite et dans l'hémisphère sud vers la gauche. Cela est dû à une action Forces de Coriolis, basé sur la loi de l'inertie, selon laquelle chaque corps s'efforce de maintenir la direction et la vitesse de son mouvement, tandis que la Terre en rotation se déplace entre-temps, cela provoque une déviation de la direction du corps en mouvement. La force de Coriolis a un effet déviateur sur les mouvements de l'air et de l'eau (débits fluviaux, courants marins).

1. Rotation quotidienne de la Terre et son importance pour l'enveloppe géographique

La Terre effectue 11 mouvements différents, parmi lesquels les suivants ont une importance géographique importante : 1) rotation quotidienne autour de son axe ; 2) révolution annuelle autour du Soleil ; 3) mouvement autour du centre de gravité commun du système Terre-Lune.

L'axe de rotation de la Terre s'écarte de la perpendiculaire au plan de l'écliptique de 23026,5`. L'angle d'inclinaison est maintenu lors du déplacement en orbite autour du Soleil.

La rotation axiale de la Terre se produit d'ouest en est ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre lorsqu'elle est vue depuis le pôle Nord. Cette direction de mouvement est inhérente à l’ensemble de la Galaxie.

Le temps pendant lequel la Terre tourne autour de son axe peut être déterminé à partir du Soleil et des étoiles. Un jour solaire est l'intervalle de temps entre deux passages successifs du Soleil par le méridien du point d'observation. En raison de la complexité du mouvement du Soleil et de la Terre, le véritable jour solaire varie. Ainsi, pour déterminer le temps solaire moyen, on utilise des jours dont la durée est égale à la durée moyenne du jour au cours de l'année.

Étant donné que la Terre se déplace dans le même sens qu'elle tourne autour de son axe, le jour solaire est un peu plus long que le temps réel d'une révolution complète de la Terre. Le temps réel d'une révolution complète de la Terre est déterminé par le temps écoulé entre deux passages d'une étoile par le méridien d'un lieu donné. Un jour sidéral est égal à 23 heures 56 minutes et 4 secondes. C'est l'heure réelle de la rotation quotidienne de la Terre.

La vitesse angulaire de rotation, c’est-à-dire l’angle selon lequel n’importe quel point de la surface de la Terre tourne sur une période de temps donnée, est la même pour toutes les latitudes. En une heure, un point parcourt 150 (3600 : 24 heures = 150). La vitesse linéaire dépend de la latitude. A l'équateur, elle est de 464 m/sec, décroissante vers les pôles.

Les heures de la journée – matin, jour, soir et nuit – commencent simultanément sur le même méridien. Cependant, l’activité professionnelle des personnes dans différentes parties de la Terre nécessite une gestion du temps convenue. À cet effet, l’heure standard a été introduite.

L'essence de l'heure standard est que la Terre, en fonction du nombre d'heures d'une journée, est divisée par des méridiens en 24 zones, allant d'un pôle à l'autre. La largeur de chaque zone est de 150. L'heure locale du méridien médian d'une zone diffère d'une heure de celle de la zone voisine. En réalité, les limites des fuseaux horaires sur terre ne sont pas toujours tracées le long des méridiens, mais souvent le long des frontières politiques et géographiques.

La rotation de la Terre autour de son axe fournit une base objective pour construire une grille de degrés. Dans une sphère en rotation, deux points sont objectivement identifiés auxquels une grille de coordonnées peut être attachée. Ces points sont des pôles qui ne participent pas à la rotation et sont donc stationnaires.

L'axe de rotation de la Terre est une ligne droite passant par son centre de masse, autour de laquelle notre planète tourne. Les points où l'axe de rotation coupe la surface de la Terre sont appelés pôles géographiques ; il y en a deux - le nord et le sud. Le pôle Nord est celui à partir duquel la planète tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, comme toute la Galaxie.

La ligne d'intersection d'un grand cercle dont le plan est perpendiculaire à l'axe de rotation avec la surface du globe est appelée équateur géographique ou terrestre. On peut dire que l’équateur est une ligne équidistante des pôles en tous points. L'équateur divise la Terre en deux hémisphères : nord et sud. L’opposition entre les hémisphères nord et sud n’est pas seulement purement géométrique. L'équateur est la ligne de changement des saisons et la déviation des corps en mouvement vers la droite et la gauche, et c'est aussi la trajectoire visible du mouvement du Soleil et du ciel tout entier.

De petits cercles dont les plans sont parallèles à celui équatorial, coupant la surface de la Terre, forment des parallèles géographiques. La distance des parallèles, ainsi que de tous les autres points, à l'équateur est exprimée par la latitude géographique. Du point de vue du mouvement de rotation de la Terre, la latitude géographique est l'angle entre le plan de l'équateur terrestre et le fil à plomb en un point donné. Dans ce cas, la Terre est considérée comme une sphère homogène d’un rayon de 6 371 km. Dans ce cas, la latitude géographique peut être comprise comme la distance du point souhaité à l'équateur en degrés. Contrairement à la latitude géographique, la latitude géodésique est définie non seulement sur la boule, mais aussi sur le sphéroïde comme l'angle entre le plan équatorial et la normale au sphéroïde en un point donné.

La ligne d'intersection du grand cercle passant par les pôles géographiques et par le point recherché avec la surface du globe est appelée méridien de ce point. Le plan méridien est perpendiculaire au plan de l'horizon. La ligne d’intersection de ces deux plans s’appelle la ligne de midi. Il n'existe aucun critère objectif pour déterminer le méridien d'origine. Par accord international, le méridien de l'observatoire de Greenwich (à l'extérieur de Londres) a été adopté comme méridien initial.

Les longitudes sont comptées à partir du premier méridien. La longitude géographique est l'angle dièdre entre les plans des méridiens : le point initial et le point souhaité, ou la distance en degrés du méridien initial à un certain endroit. Les longitudes peuvent être comptées dans une direction, dans le sens du mouvement de la Terre, c'est-à-dire d'ouest en est, ou dans deux directions. Cette règle admet cependant des exceptions : par exemple, le cap Dejnev, point extrême de l'Asie, peut être considéré à la fois par 1700 W et par 1900 E.

La convention de comptage des longitudes permet de diviser la Terre non pas selon le premier méridien, mais selon le principe de couverture complète des continents.

Pour l'enveloppe géographique et la nature de la Terre dans son ensemble, la rotation axiale de la Terre est d'une grande importance, notamment :

1. La rotation axiale de la Terre crée l'unité de base du temps - le jour, divisant la Terre en deux parties - éclairée et non éclairée. Au cours de l'évolution du monde organique, l'activité physiologique des animaux et des plantes s'est avérée cohérente avec cette unité de temps. Le changement de tension (travail) et de relaxation (repos) est un besoin interne de tout organisme vivant. De toute évidence, le principal synchroniseur des rythmes biologiques est l’alternance de la lumière et de l’obscurité. A cette alternance sont associés le rythme de la photosynthèse, la division et la croissance cellulaire, la respiration, la luminescence des algues et bien d'autres phénomènes du milieu géographique.

La caractéristique la plus importante du régime thermique de la surface terrestre – l’alternance de chauffage diurne et de refroidissement nocturne – dépend du jour. Dans ce cas, non seulement ce changement en lui-même est important, mais aussi la durée des périodes de chauffage et de refroidissement.

Le rythme quotidien se manifeste également dans la nature inanimée : dans le chauffage et le refroidissement des roches et l'altération, le régime de température, la température de l'air, les précipitations au sol, etc.

2. La signification la plus importante de la rotation de l'espace géographique est de le diviser en droite et en gauche. Cela conduit à une déviation des trajectoires des corps en mouvement vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud.

En 1835, le mathématicien Gustave Coriolis formulait la théorie du mouvement relatif des corps dans un référentiel tournant. L’espace géographique en rotation est un tel système stationnaire. La déviation du mouvement vers la droite ou vers la gauche est appelée force de Coriolis ou accélération de Coriolis. L'essence de ce phénomène est la suivante. La direction du mouvement des corps est naturellement rectiligne par rapport à l'axe du Monde. Mais sur Terre, cela se produit sur une sphère en rotation. Sous un corps en mouvement, le plan de l’horizon tourne vers la gauche dans l’hémisphère nord et vers la droite dans l’hémisphère sud. Puisque l'observateur se trouve sur la surface solide d'une sphère en rotation, il lui semble que le mobile se dévie vers la droite, alors qu'en fait le plan de l'horizon se déplace vers la gauche. Toutes les masses en mouvement sur Terre sont soumises à l'action de la force de Coriolis : l'eau dans les courants océaniques et marins, les masses d'air lors de la circulation atmosphérique, la matière dans le noyau et le manteau.

• 3. La rotation de la Terre (ainsi que sa forme sphérique) dans le domaine du rayonnement solaire (lumière et chaleur) détermine l'étendue ouest-est des zones naturelles et des zones géographiques.
• 4. Grâce à la rotation de la Terre, les courants d'air ascendants et descendants, désordonnés en différents endroits, acquièrent une hélicité prédominante. Les masses d'air, les eaux océaniques et probablement aussi la matière centrale sont soumises à ce modèle.
• 2. La rotation annuelle de la Terre autour du Soleil et sa signification géographique

La Terre effectue une révolution complète autour du Soleil en 365 jours, 6 heures, 9 minutes et 9 secondes. À la fin de l’année sidérale, un observateur terrestre verra le Soleil près de la même étoile où il se trouvait exactement il y a un an. L'année tropicale, c'est-à-dire la période de temps entre deux passages successifs du Soleil aux équinoxes de printemps, dure 365 jours 5 heures 48 minutes et 46 secondes. L’année tropicale est environ 20 minutes plus courte que l’année sidérale.

La trajectoire du mouvement annuel de la Terre, ou orbite, a la forme d'une ellipse, avec le Soleil au centre. Il s’ensuit que la distance de la Terre au Soleil change tout au long de l’année. La Terre est au plus proche du Soleil, ou au périhélie, le 3 janvier. Ce jour-là, la distance entre la Terre et le Soleil est de 147 000 000 km. Le 5 juillet, à l'aphélie, la Terre s'éloigne du Soleil de 152 000 000 km. La longueur de l'orbite terrestre est d'environ 940 000 000 km. La Terre parcourt ce trajet à une vitesse moyenne de 107 000 km/heure, soit 29,8 km/s. À l'aphélie, la vitesse diminue à 29,3 km/s et au périhélie, elle augmente à 30,3 km/s.

La révolution de la Terre autour du Soleil produit la deuxième unité de base du temps : l'année. Contrairement à la rotation quotidienne, l’année n’est pas déterminée par la révolution de la Terre autour du Soleil lui-même, ni même par un changement de distance par rapport à celui-ci, mais par le fait que l’axe de rotation de la Terre est incliné par rapport au plan orbital. Angle d'inclinaison - 66 0 33 "15"".

Au cours du mouvement annuel, l'axe de la Terre reste dans une position inchangée, c'est-à-dire toujours parallèle à lui-même. Ceci, avec les différentes positions de la Terre par rapport au Soleil, provoque des changements d'éclairage et de chauffage des hémisphères nord et sud selon les saisons. Examinons plus en détail ces phénomènes géophysiques les plus importants.

• Les 21 mars et 23 septembre, l'inclinaison de l'axe terrestre est neutre par rapport au Soleil. Ces jours-là, les rayons du soleil tombent verticalement sur l'équateur, les hémisphères nord et sud sont uniformément éclairés jusqu'aux pôles ; Sous toutes les latitudes, le jour et la nuit durent 12 heures. Par conséquent, ces nombres sont appelés jours d’équinoxe.
• Le 21 juin, la Terre occupe une position dans laquelle son axe avec son extrémité nord est incliné vers le Soleil. Ainsi, les rayons verticaux ne tombent plus sur l'équateur, mais au nord de celui-ci à une distance angulaire égale à l'inclinaison du plan équatorial par rapport au plan de l'orbite ou de l'écliptique, soit 23033" (900 - 660 33" = 230 27").

Au cours de la révolution quotidienne de la Terre, les rayons tombant verticalement décriront sur celle-ci une ligne au nord de laquelle le Soleil n'est jamais à son zénith. Cette ligne est appelée le Tropique du Nord ou Cercle de Virage Nord. Le cercle tournant nord est également appelé tropique du Cancer, du nom de la constellation dans laquelle se trouve le Soleil à cette époque. Le cercle tournant sud est autrement appelé le tropique du Capricorne. Les dates auxquelles le Soleil est à son zénith sous les tropiques sont appelées solstices.

Aux hautes latitudes septentrionales, le jour du solstice d'été, non seulement le pôle, mais aussi l'espace au-delà jusqu'à la latitude 66033" ou le cercle polaire arctique est illuminé 24 heures sur 24.

Ce jour-là, dans l'hémisphère sud, le rayon du soleil forme une tangente à la surface de la boule, également à une latitude de 660 33", mais de telle sorte que tout l'espace au-delà de cette ligne, ou le cercle polaire sud, est pas illuminé le 22 juin. Dès le lendemain, le 23 juin, le Soleil s'éloigne des tropiques vers l'équateur. Dans le cercle polaire arctique, la nuit est courte, et au sud, le Soleil se lève au-dessus de l'horizon pendant la journée.

La durée du jour dans l'hémisphère nord diminue constamment et dans l'hémisphère sud, elle augmente jusqu'à l'équinoxe d'automne, le 23 septembre.

Le 22 décembre, jour du solstice d'hiver, des rayons purs tombent sur le tropique sud et les pays polaires du nord, à partir du cercle polaire arctique, ne sont pas éclairés. Dans le cercle Antarctique et plus loin vers le pôle, le Soleil est au-dessus de l’horizon toute la journée et toute la nuit. Cela continue jusqu'à l'équinoxe de printemps, le 21 mars.

Ainsi, les tropiques, ou cercles tournants (du grec tropikos - cercle de virage), sont les parallèles des 230 27" de latitudes sud et nord, sur lesquels le Soleil est à son zénith une fois par an aux solstices de midi. Les cercles polaires sont les parallèles 660 33" de latitudes nord et sud, auxquelles une fois par an, les jours du solstice d'été, le Soleil ne se couche pas et les jours du solstice d'hiver, il ne se lève pas.

Une année n'est pas seulement une unité de mesure du temps, mais aussi la durée des cycles saisonniers de nombreux phénomènes de la nature vivante et inanimée : les changements saisonniers du temps, l'établissement et la disparition de la couverture neigeuse dans les latitudes tempérées, le régime annuel des rivières et lacs, rythmes saisonniers de la vie des plantes et des animaux. Il n'existe pratiquement aucun corps ou phénomène dans la nature qui ne soit influencé par les rythmes saisonniers.

3. Ceintures lumineuses

Les saisons de l'année (printemps, été, automne, hiver) n'apparaissent pas uniquement pour les hémisphères, mais selon certaines zones, appelées ceintures lumineuses dans la littérature géographique. Il y a un total de 13 ceintures d'éclairage. Regardons ces ceintures plus en détail.

La ceinture équatoriale est située de part et d'autre de l'équateur et est limitée par des parallèles de 100N de latitude. et 100S. L'altitude de midi du Soleil dans cette ceinture varie de 90 à 56,50 ; Ici, le jour et la nuit sont presque toujours égaux, le crépuscule est très court et il n'y a pas de changement de saison.

Zones tropicales :

La ceinture tropicale nord est limitée par les parallèles 100 N et 23, 50 N,

Zone tropicale sud - 100 S. et 230 S.

L'altitude du Soleil à midi dans les zones tropicales varie de 90 à 470, la durée du jour et de la nuit varie de 10,5 à 13,5 heures ; le crépuscule est court, il y a deux saisons dans l'année, peu différentes en température.

Zones subtropicales :

Zone subtropicale nord : 23,50 de latitude N. - 400 N,

Zone subtropicale sud : 23.50 S. - 400 S

Le Soleil n'apparaît pas à son zénith dans les zones subtropicales. La hauteur du Soleil près des tropiques pendant la moitié de l'été approche 900 et, à la frontière opposée, en hiver, elle diminue jusqu'à 26,50. La durée du jour et de la nuit pour les latitudes extrêmes varie de 9 heures 09 minutes à 14 heures 51 minutes. Le crépuscule est court, l'hiver et l'été sont souvent prononcés, le printemps et l'automne sont moins prononcés.

Zones tempérées :

Zone tempérée nord : 400 N - 580 N,

Zone tempérée sud : 400 S. - 580S

L'altitude du Soleil à midi à la frontière polaire varie de 8,50 en hiver à 55,50 en été. La durée du jour et de la nuit varie de 18 à 6 heures. Le crépuscule est long. Les quatre saisons sont clairement exprimées (printemps, été, automne, hiver). L'hiver et l'été sont à peu près égaux.

Zones de nuits d'été et de courtes journées d'hiver :

Zone nord des nuits d'été et des courtes journées d'hiver : 580 N. - 66, 50 N,

Zone sud des nuits d'été et des courtes journées d'hiver : 580 S. - 66,5 0S

La hauteur du Soleil à midi aux frontières polaires varie de 53,50 en été à 00 en hiver. Autour du solstice d'été, il y a des nuits blanches, en hiver il y a des jours crépusculaires, les quatre saisons s'expriment, l'hiver est plus long que l'été.

Zones subpolaires :

Ceinture subpolaire nord : 66,50 N de latitude. - 74,50 latitude nord

Ceinture subpolaire sud : 66,50 S. - 74,70 S

Les limites polaires des ceintures subpolaires sont déterminées par la descente du Soleil les jours des solstices d'hiver pour les hémisphères correspondants sous l'horizon de 80. Par conséquent, la nuit polaire dans cette zone a le caractère de crépuscule, ou est « blanche » ; elle dure de 1 jour près des cercles polaires à 103 jours aux frontières polaires. La hauteur estivale du Soleil varie de 47 à 390.

Ceintures polaires :

Zone polaire nord : 74,50 de latitude nord. - 900N,

Zone polaire sud : 74,50 de latitude nord. - 900S

Le soleil ne se lève pas dans l'hémisphère nord de 103 à 179 jours ; la hauteur la plus élevée du Soleil aux pôles est de 23,50 ; les saisons coïncident avec le jour et la nuit.

4. Mouvement de la double planète Terre-Lune et frottement des marées

La gravité universelle est équilibrée par la répulsion universelle. L'essence de la gravité (gravité) est que tous les corps sont attirés les uns vers les autres proportionnellement à leurs masses et inversement proportionnel au carré de la distance qui les sépare. La répulsion est une force centrifuge qui se produit lors de la rotation et de la circulation des corps célestes. La Terre et la Lune sont attirées mutuellement, mais la Lune ne peut pas tomber sur la Terre, car elle tourne autour de la Terre et a ainsi tendance à s'en éloigner.

La correspondance entre attraction et répulsion est relative, pas complète. La distance entre la Terre et la Lune est telle que les forces de leur attraction mutuelle sont exactement égales à la force centrifuge qui apparaît lorsque ces planètes se déplacent autour d'un centre de gravité commun. La Lune est 81,5 fois plus petite que la Terre ; par conséquent, le centre de gravité commun du système Terre-Lune n'est pas situé entre eux, mais à l'intérieur de la Terre, à une distance de 0,73 rayon terrestre du centre de la Terre.

L'équilibre d'attraction et de répulsion est valable pour les centres des planètes. Cependant, cela ne s’applique pas à des points individuels de la surface de la Terre. Il y a donc une perturbation du champ de gravité, provoquant des flux et reflux.

La gravité de la Lune agit sur tous les points de la surface terrestre et est partout dirigée vers la Lune. Cependant, en raison de la grande taille du globe, sa grandeur, inversement proportionnelle au carré de la distance, est différente partout. La face de la Terre actuellement tournée vers la Lune est la plus attirée. Du côté opposé, l’attraction est plus faible. La différence d'attraction est d'environ 10 %.

L’interaction de deux forces – la force d’attraction et la force centrifuge – constitue la force de marée.

Les marées s'expriment mieux dans l'océan mondial. Cependant, le manteau et, par conséquent, la croûte terrestre et probablement le noyau réagissent également à la force de marée.

Il a été établi qu’à Moscou, par exemple, la force des marées atteint 50 cm. Cela signifie que deux fois par jour, la surface de la terre s’élève progressivement d’un demi-mètre, puis redescend progressivement.

Le raz-de-marée se heurte à des forces de cohésion. Les particules se déplacent mutuellement, surmontant les frictions internes. C'est le frottement des marées. Il consomme l'énergie de la rotation de la Terre.

La rotation de la Terre ralentit progressivement au cours des temps géologiques. À l’Archéen, la journée durait probablement 20 heures. En fonction de la diminution de la vitesse de rotation, la figure de la Terre se réorganise et le relief de la lithosphère change.

La Terre fait une révolution complète autour de son axe en 23 heures 56 minutes. 4 s. La vitesse angulaire de tous les points sur sa surface est la même et s'élève à 15 degrés/h. Leur vitesse linéaire dépend de la distance que les points doivent parcourir pendant la période de leur rotation quotidienne. Les points sur la ligne de l'équateur tournent à la vitesse la plus élevée (464 m/s). Les points qui coïncident avec les pôles Nord et Sud restent pratiquement immobiles. Ainsi, la vitesse linéaire des points situés sur un même méridien diminue de l'équateur vers les pôles. C'est la vitesse linéaire inégale des points sur différents parallèles qui explique la manifestation de l'action déviante de la rotation de la Terre (appelée force de Coriolis) vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud par rapport à la direction de leur mouvement. L'effet de déviation affecte particulièrement la direction des masses d'air et des courants marins.

La force de Coriolis n'agit que sur les corps en mouvement ; elle est proportionnelle à leur masse et à leur vitesse de déplacement et dépend de la latitude à laquelle se trouve le point. Plus la vitesse angulaire est grande, plus la force de Coriolis est grande. La force de déviation de la rotation terrestre augmente avec la latitude. sa valeur peut être calculée à l'aide de la formule

Où m- poids; v- la vitesse d'un corps en mouvement ; w- la vitesse angulaire de rotation de la Terre ; j- latitude de ce point.

La rotation de la Terre provoque un cycle rapide du jour et de la nuit. La rotation quotidienne crée un rythme particulier dans le développement des processus physico-géographiques et de la nature en général. L'une des conséquences importantes de la rotation quotidienne de la Terre autour de son axe est le flux et le reflux des marées - le phénomène de fluctuations périodiques du niveau de l'océan, provoqué par les forces gravitationnelles du Soleil et de la Lune. La plupart de ces forces sont mensuelles et déterminent donc les principales caractéristiques des phénomènes de marée. Des phénomènes d'afflux se produisent également dans la croûte terrestre, mais ici ils ne dépassent pas 30 à 40 cm, tandis que dans les océans ils atteignent dans certains cas 13 m (baie Penzhinskaya) et même 18 m (baie de Fundy). La hauteur des projections d'eau à la surface des océans est d'environ 20 cm et elles font le tour des océans deux fois par jour. La position extrême du niveau d'eau à la fin de l'afflux est appelée hautes eaux, à la fin de l'écoulement - basses eaux ; la différence entre ces niveaux s'appelle la magnitude de la marée.

Le mécanisme des phénomènes de marée est assez complexe. Leur essence principale est que la Terre et la Lune sont le seul système en mouvement de rotation autour d'un centre de gravité commun, situé à l'intérieur de la Terre à une distance d'environ 4 800 km de son centre (Fig. 10). Comme toute chair, le système en rotation Terre-Lune est affecté par deux forces : la gravité et la centrifuge. Le rapport de ces forces sur les différentes parties de la Terre n’est pas le même. Du côté de la Terre faisant face à la Lune, les forces gravitationnelles de la Lune sont supérieures aux forces centrifuges du système, et leur résultante est dirigée vers la Lune. Du côté de la Terre opposé à la Lune, les forces centrifuges du système sont supérieures à la force gravitationnelle de la Lune et leur résultante est dirigée vers l'opposé d'elle. Ces résultantes sont les forces de marée ; elles provoquent une augmentation de l’eau sur les côtés opposés de la Terre.

Riz. 10.

Du fait que la Terre tourne quotidiennement dans le champ de ces forces et que la Lune se déplace autour d'elle, les ondes entrantes tentent de se déplacer en fonction de la position de la Lune, donc dans chaque région de l'océan pendant 24 heures 50 minutes. La marée monte deux fois et la marée descend deux fois. Délai journalier de 50 minutes. en raison du mouvement d'avancement de la Lune sur son orbite autour de la Terre.

Le soleil provoque également des marées sur Terre, même si leur hauteur est trois fois inférieure. Elles se superposent aux marées lunaires, modifiant leurs caractéristiques.

Malgré le fait que le Soleil, la Terre et la Lune soient presque dans le même plan, ils changent continuellement leurs positions relatives sur les orbites, de sorte que leur influence d'afflux change en conséquence. Deux fois au cours du cycle mensuel - lors d'un nouveau (jeune) mois et d'une pleine lune - la Terre, la Lune et le Soleil sont sur la même ligne. À ce moment-là, les forces de marée de la Lune et du Soleil coïncident et des marées blanches inhabituellement élevées se produisent. Dans le premier et le troisième quartier de la Lune, lorsque les forces de marée du Soleil et de la Lune sont dirigées à angle droit l'une par rapport à l'autre, elles ont l'effet inverse et la hauteur des marées lunaires est inférieure d'environ un tiers. Ces marées sont appelées quadrature.

Le problème de l'utilisation de l'énergie colossale des flux et reflux a longtemps attiré l'attention de l'humanité, mais sa solution n'a commencé que maintenant avec la construction de centrales marémotrices (TPP). La première centrale marémotrice est entrée en service en France en 1960. En Russie, en 1968, la centrale marémotrice de Kislogubskaya a été construite au bord de la baie de Kola. Il est prévu de construire plusieurs autres TPP dans la région de la mer Blanche, ainsi que dans les mers extrême-orientales du Kamtchatka.

Les ondes influentes ralentissent progressivement la vitesse de rotation de la Terre car elles se déplacent dans la direction opposée. Par conséquent, la journée terrestre s’allonge. On calcule qu'en raison des seuls apports d'eau, tous les 40 000 ans, le jour augmente de 1 s. Il y a un milliard d’années, une journée sur Terre ne durait que 17 heures. Dans un milliard d’années, une journée durera 31 heures. Et dans quelques milliards d’années, la Terre aura toujours une face tournée vers la Lune, tout comme la Lune fait face à la Terre aujourd’hui.

Certains scientifiques pensent que l'interaction de la Terre avec la Lune est l'une des principales raisons du réchauffement initial de notre planète. Le frottement influent éloigne la Lune de la Terre à une vitesse d’environ 3 cm/an. Cette valeur dépend fortement de la distance entre les deux corps, qui est actuellement de 60,3 rayons terrestres.

Si nous supposons qu'au début la Terre et la Lune étaient beaucoup plus proches, alors, d'une part, la force de marée devrait être plus grande. Un raz-de-marée crée des frictions internes au corps de la planète, qui s'accompagnent d'un dégagement de chaleur,

La rotation de la Terre autour de son axe est associée à sa force, qui dépend de la vitesse angulaire de rotation quotidienne de la planète. La rotation génère une force centrifuge, directement proportionnelle au carré de la vitesse angulaire. Or, la force centrifuge à l’équateur, là où elle est la plus grande, ne représente que 1/289 de la force de gravité. En moyenne, la Terre dispose d’une marge de sécurité multipliée par 15. Le Soleil est 200 fois et Saturne seulement 1,5 fois en raison de sa rotation rapide autour de son axe. Ses anneaux se sont formés probablement en raison de la rotation plus rapide de la planète dans le passé. On a émis l’hypothèse que la Lune s’est formée à la suite de la séparation d’une partie de la masse terrestre dans l’océan Pacifique en raison de sa rotation rapide. Cependant, après avoir étudié des échantillons de roches lunaires, cette hypothèse a été rejetée, mais le fait que la forme de la Terre change en fonction de la vitesse de sa rotation ne soulève aucun doute parmi les experts.

La rotation quotidienne de la Terre est associée à des concepts tels que l'heure sidérale, solaire, de fuseau et locale, la ligne de date, etc. Le temps est l'unité de base pour déterminer le temps pendant lequel la rotation apparente de la sphère céleste se produit dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Après avoir remarqué le point de départ dans le ciel, l'angle de rotation est calculé à partir de celui-ci, à partir duquel le temps écoulé est calculé. L'heure sidérale est comptée à partir du moment du point culminant supérieur de l'équinoxe vernal, auquel l'écliptique coupe l'équateur. Il est utilisé pour les observations astronomiques. Le temps solaire (présent ou vrai moyen) est compté à partir du moment du point culminant inférieur du centre du disque solaire sur le méridien de l'observateur. L'heure locale est l'heure solaire moyenne en chaque point de la Terre, qui dépend de la longitude de ce point. Plus un point de la Terre est à l'est, plus son heure locale est longue (tous les 15° de longitude donnent un décalage horaire d'une heure), et plus on va vers l'ouest, plus l'heure est courte.

La surface de la Terre est classiquement divisée en 24 fuseaux horaires, dans lesquels le temps est considéré comme égal au temps du méridien central, c'est-à-dire le méridien passant par le milieu de la zone.

Dans les régions densément peuplées, les limites des ceintures longent les frontières des États et des régions administratives, elles coïncident parfois avec des limites naturelles : lits de rivières, chaînes de montagnes, etc. Dans le premier fuseau horaire, l'heure est une heure plus tard que l'heure de la zone zéro, ou l'heure solaire moyenne du méridien de Greenwich, dans le deuxième fuseau - de 2h00, etc.

L'heure standard, qui divise la planète en 24 fuseaux horaires, a été introduite dans de nombreux pays du monde en 1884 p. Et bien que sa concentration n'ait pas éliminé tous les malentendus liés au calcul du temps (rappelons au moins les récentes discussions animées dans certaines régions d'Ukraine concernant l'introduction sur son territoire au lieu de l'heure de Moscou de Kiev, c'est-à-dire l'heure d'une seconde fuseau horaire dans lequel se trouve en fait notre pays), mais le système de fuseaux horaires est devenu généralement accepté sur la planète. Après tout, non seulement l’heure standard diffère peu de l’heure locale, mais elle est également pratique pour les voyages longue distance. À cet égard, il conviendrait de rappeler une histoire intéressante qui est arrivée de manière inattendue aux participants du premier voyage autour du monde à sa fin.

Fin 1522, une procession insolite parcourait les rues étroites de la ville espagnole de Séville : 18 marins de l’expédition de F. Magellan venaient de rentrer à leur port d’attache après un long voyage océanique. Les gens étaient extrêmement épuisés pendant ce voyage de près de trois ans. Pour la première fois, ils ont fait le tour du monde et accompli un exploit. Mais les gagnants ne se ressemblaient pas. Dans les mains tremblantes de faiblesse, ils portaient des bougies allumées et se dirigèrent lentement vers la cathédrale pour expier le péché involontaire qu'ils avaient commis au cours du long voyage...

De quoi étaient coupables les pionniers de la planète ? Lorsque Victoria s'est approchée des îles du Cap-Vert sur le chemin du retour, un bateau a été envoyé à terre pour chercher de la nourriture et de l'eau fraîche. Les marins sont rapidement revenus au navire et ont informé l'équipage étonné : pour une raison quelconque, à terre, ce jour est considéré comme jeudi, bien que selon le journal de bord, il soit mercredi. En rentrant à Séville, ils se sont finalement rendu compte qu'ils avaient perdu une journée sur le compte de leur bateau ! Cela signifie qu’ils ont commis un grand péché parce qu’ils ont célébré toutes les fêtes religieuses un jour plus tôt que ne l’exigeait le calendrier. Ils s'en repentirent dans la cathédrale.

Comment les marins expérimentés ont-ils perdu une journée ? Il faut dire tout de suite qu'ils ne se sont pas trompés en comptant les jours. Le fait est que le globe tourne autour de son axe d'ouest en est et qu'un jour sur deux fait un tour. L'expédition de F. Magellan s'est déplacée dans le sens inverse. direction d'est en ouest et de Pendant trois ans de voyage autour du monde, elle a également fait un tour complet autour de l'axe de la Terre, mais dans le sens opposé au sens de rotation de la Terre, ce qui signifie que les voyageurs ont fait un tour de moins que toute l'humanité sur Terre. Et ils n'ont pas perdu un jour, mais l'ont gagné Si l'expédition ne s'était pas déplacée vers l'ouest, mais vers l'est, alors le journal de bord du navire aurait enregistré un jour de plus que tous les gens. de l'expédition de F. Magellan, Antonio Pigafetta, a deviné que dans différents endroits du globe au même moment, cela devrait être différent, car le Soleil ne se lève pas en même temps sur la planète entière. sur chaque méridien, il y a une heure locale dont le début est compté à partir du moment où le Soleil est bas sous l'horizon, c'est-à-dire qu'il se trouve dans ce qu'on appelle le climax inférieur. Cependant, les gens dans leurs activités quotidiennes n'y prêtent pas attention et se concentrent sur l'heure standard correspondant à l'heure locale du méridien médian du fuseau horaire correspondant.

Mais diviser le globe en fuseaux horaires ne résout toujours pas tous les problèmes, notamment celui de l’utilisation rationnelle de la période lumineuse. Ainsi, le dernier dimanche de mars, dans de nombreux pays, dont l'Ukraine, les aiguilles de l'horloge avancent d'une heure et fin octobre, elles reviennent à l'heure standard. Le passage à l'heure d'été permet une utilisation plus économique des ressources en carburant et en énergie. De plus, cela donne aux gens la possibilité de travailler et de se détendre davantage à la lumière naturelle et de profiter des heures les plus sombres de la journée pour dormir.

Dans la répartition pratique des fuseaux horaires sur notre planète, les espaces par lesquels passe classiquement la ligne de date sont spécifiques. Cette ligne s'étend principalement en haute mer le long du méridien 180° et s'écarte quelque peu lorsqu'elle traverse des îles ou sépare différents États. Cela a été fait pour éviter certains désagréments calendaires pour les personnes qui les habitent. Lors du franchissement d'une ligne d'ouest en est, la date est répétée lors d'un déplacement en sens inverse, un jour est exclu du décompte ; Il est intéressant de noter que dans le détroit de Béring, entre la Tchoukotka et l'Alaska, se trouvent deux îles séparées par la ligne de date internationale : l'île Ratmanov, qui appartient à la Russie, et l'île Kruzenshtern, qui appartient au SELA. Après avoir parcouru plusieurs kilomètres entre les deux îles, vous pouvez vous retrouver... hier, si vous naviguez depuis l'île de Ratmanov, ou demain, en faisant route dans la direction opposée.

La terre est impliquée dans plusieurs types de mouvements: autour de son propre axe, avec d'autres planètes du système solaire autour du Soleil, avec le système solaire autour du centre de la Galaxie, etc. Cependant, les plus importants pour la nature de la Terre sont mouvement autour de son propre axe Et autour du Soleil.

Le mouvement de la Terre autour de son propre axe s'appelle rotation axiale. Elle s'effectue dans le sens d'ouest en est(dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vu du pôle Nord). La période de rotation axiale est d'environ 24 heures (23 heures 56 minutes 4 secondes), c'est-à-dire un jour terrestre. Le mouvement axial est donc appelé indemnité journalière.

Le mouvement axial de la Terre a au moins quatre principaux conséquences : figure de la Terre; changement de jour et de nuit; l'émergence de la force de Coriolis ; l'apparition de flux et de reflux.

En raison de la rotation axiale de la Terre, compression polaire, donc sa figure est un ellipsoïde de révolution.

En tournant autour de son axe, la Terre « dirige » d’abord un hémisphère puis l’autre vers le Soleil. Du côté éclairé - jour, allumé – nuit. La durée du jour et de la nuit à différentes latitudes est déterminée par la position de la Terre en orbite. En relation avec le changement de jour et de nuit, on observe un rythme quotidien, qui est plus prononcé dans les objets de la nature vivante.

La rotation de la Terre « force » les corps en mouvement s'écarter de la direction de son mouvement d'origine, et dans Dans l'hémisphère nord - à droite et dans l'hémisphère sud - à gauche. L'effet de déviation de la rotation de la Terre est appelé Forces de Coriolis. Les manifestations les plus frappantes de ce pouvoir sont déviations dans la direction du mouvement des masses d'air(les alizés des deux hémisphères acquièrent une composante orientale), courants océaniques, courants fluviaux.

L'attraction de la Lune et du Soleil, ainsi que la rotation axiale de la Terre, provoquent l'apparition de phénomènes de marée. Un raz de marée fait le tour de la Terre deux fois par jour. Les flux et reflux sont caractéristiques de toutes les géosphères de la Terre, mais ils s'expriment le plus clairement dans l'hydrosphère.

Non moins important pour la nature de la terre est son mouvement orbital autour du Soleil.

La forme de la Terre est elliptique, c'est-à-dire qu'en différents points la distance entre la Terre et le Soleil n'est pas la même. DANS Juillet La Terre est plus éloignée du Soleil (152 millions de km), et donc son mouvement orbital ralentit légèrement. En conséquence, l’hémisphère nord reçoit plus de chaleur que l’hémisphère sud et les étés y sont plus longs. DANS Janvier la distance entre la Terre et le Soleil est minime et égale 147 millions de kilomètres.

La période du mouvement orbital est 365 journées complètes et 6 heures. Chaque quatrième année compte bissextile, c'est-à-dire contient 366 jours, parce que Sur une période de 4 ans, les jours supplémentaires s'accumulent. Il est généralement admis que la principale conséquence du mouvement orbital est le changement des saisons. Cependant, cela se produit non seulement en raison du mouvement annuel de la Terre, mais également en raison de l'inclinaison de l'axe de la Terre par rapport au plan de l'écliptique, ainsi qu'en raison de la constance de la valeur de cet angle, qui est 66,5°.

L'orbite terrestre comporte plusieurs points clés qui correspondent aux équinoxes et aux solstices. 22 juin – jour du solstice d'été. Ce jour-là, la Terre est tournée vers le Soleil par l’hémisphère Nord, c’est donc l’été dans cet hémisphère. Les rayons du soleil tombent perpendiculairement au parallèle 23,5°N- tropique nord. Sur le cercle polaire arctique et à l'intérieur - journée polaire, dans le cercle Antarctique et au sud de celui-ci - nuit polaire.

22 décembre, V jour du solstice d'hiver, La Terre occupe pour ainsi dire la position opposée par rapport au Soleil.

Les jours d’équinoxe, les deux hémisphères sont également éclairés par le Soleil. Les rayons du soleil tombent perpendiculairement à l'équateur. Sur la Terre entière, à l'exception des pôles, le jour est égal à la nuit et sa durée est de 12 heures. Aux pôles, il y a un changement de jour et de nuit polaire.

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Souviens-toi! Comment s’appelle l’orbite de la Terre ? En quels hémisphères l'équateur divise-t-il la Terre ?

Chaque jour, le soleil se lève le matin, à midi il se dresse haut dans le ciel et le soir il disparaît derrière l'horizon et la nuit tombe. Pourquoi cela se produit-il ?

Pense! Ou le Soleil peut-il éclairer simultanément la Terre entière ? Pourquoi? Les rayons du soleil peuvent-ils traverser ou contourner la Terre ? Pourquoi?

Riz. 13. Rotation de la Terre autour de son axe

La Terre est un corps cosmique opaque qui se déplace autour de son axe d’ouest en est. Lorsqu’un côté de la Terre est tourné vers le Soleil et est éclairé par ses rayons, le côté opposé est alors dans l’ombre. Du côté éclairé, c'est le jour, du côté non éclairé, c'est la nuit. La Terre fait une révolution complète autour de son axe en une journée, qui dure 24 heures. Par conséquent, la rotation de la Terre autour de son axe provoque le cycle du jour et de la nuit.

En tournant autour de son axe, la Terre se déplace simultanément en orbite autour du Soleil.

Il est important que l’axe imaginaire de la Terre soit toujours situé selon le même angle. En se déplaçant autour du Soleil, notre planète y revient davantage soit dans l'hémisphère Sud, soit dans l'hémisphère Nord. Lorsque l’hémisphère nord est tourné vers le Soleil, il reçoit beaucoup de lumière et de chaleur, et l’été y règne. C'est actuellement l'hiver dans l'hémisphère sud.

Riz. 14. Le mouvement annuel de la Terre autour du Soleil

La terre bouge constamment. Petit à petit, elle se tourne de plus en plus vers le Soleil avec l'hémisphère sud et s'en éloigne avec l'hémisphère nord. Là où il y avait l'été, l'automne arrive, et dans l'hémisphère sud, le printemps arrive après un hiver froid.

En continuant à bouger, après un certain temps, la Terre se tourne vers le Soleil, de sorte que l'hémisphère nord est encore moins éclairé et réchauffé, et l'hémisphère sud encore plus. Puis l’hiver commence dans l’hémisphère nord et l’été commence dans l’hémisphère sud.

Par la suite, la Terre recommence à revenir vers le Soleil par l'hémisphère Nord. Il fait plus chaud, le printemps arrive et l'automne arrive dans l'hémisphère sud.

Ainsi, les hémisphères nord et sud de la Terre, lors de sa rotation autour du Soleil, reçoivent simultanément des quantités inégales de lumière solaire et de chaleur, ce qui provoque le changement des saisons.

La Terre fait un tour complet autour du Soleil en un an, ce qui dure 365 jours 5 heures 48 minutes 46 secondes. Ce nombre est arrondi et 365 jours sont inscrits sur le calendrier pour trois ans. Sur 4 ans, 5 heures avec minutes et secondes sont ajoutées, et une autre époque est obtenue. Par conséquent, tous les quatre ans, le 29 février apparaît dans le calendrier. Une année d’une durée de 366 jours est appelée année bissextile.

Discuter! Que se passerait-il sur Terre si l’axe n’était pas incliné ?

Bissextile.

Testez vos connaissances

1. Pourquoi le changement de jour et de nuit se produit-il sur Terre ?

2. Qu'est-ce qu'un jour ? Combien de temps ça dure ?

3. Pourquoi les saisons changent-elles sur Terre ?

4. Combien de temps dure une année terrestre typique ? Et les années bissextiles ?

5. Selon Dima, si le Soleil éclaire davantage l'hémisphère nord, alors le printemps arrive sur son territoire. Le garçon a-t-il raison ? Expliquez pourquoi.

Résumons-le ensemble

La Terre effectue simultanément des mouvements quotidiens et annuels. Le changement de jour et de nuit est une conséquence de sa rotation autour de son axe, qui dure 24 heures - par jour. Une année est la période pendant laquelle la Terre fait une révolution complète autour du Soleil. Cela dure environ 365 jours. Le mouvement de la Terre autour du Soleil provoque le changement des saisons.

Un moment fort pour les curieux

La Terre se déplace autour de son axe à une certaine vitesse. Elle est maximale à l'équateur et s'élève à 464 m/sec. La vitesse moyenne de la Terre autour du Soleil est de 30 km/s.