Zeme veic pilnīgu apgriezienu ap savu asi 23 stundās 56 minūtēs. 4 sek. Leņķiskais ātrums visiem punktiem uz tās virsmas ir vienāds un ir 15 grādi / h. To lineārais ātrums ir atkarīgs no attāluma, kas punktiem jānobrauc to ikdienas rotācijas periodā. Punkti uz ekvatora līnijas griežas ar vislielāko ātrumu (464 m / s). Punkti, kas sakrīt ar Ziemeļu un Dienvidpolu, praktiski paliek nekustīgi. Tādējādi punktu lineārais ātrums, kas atrodas uz viena meridiāna, samazinās no ekvatora līdz poliem. Tieši punktu nevienāds lineārais ātrums dažādās paralēlēs izskaidro Zemes rotācijas novirzes darbības (tā sauktā Koriolisa spēka) izpausmi pa labi ziemeļu puslodē un pa kreisi dienvidos attiecībā pret to kustības virziens. Novirzīšanas efekts īpaši izpaužas gaisa masu un jūras straumju virzienā.
Koriolisa spēks iedarbojas tikai uz kustīgiem ķermeņiem, tas ir proporcionāls to masai un kustības ātrumam un ir atkarīgs no platuma, kurā punkts atrodas. Jo lielāks leņķiskais ātrums, jo lielāks ir Koriolisa spēks. Zemes rotācijas novirzes spēks palielinās līdz ar platuma grādiem. tā vērtību var aprēķināt pēc formulas
kur m- svars; v- kustīgā ķermeņa ātrums; w- Zemes griešanās leņķiskais ātrums; j- dotā punkta platums.
Zemes rotācija izraisa strauju dienas un nakts maiņu. Ikdienas rotācija veido īpašu ritmu fizisko un ģeogrāfisko procesu un dabas attīstībā kopumā. Viena no būtiskām sekām, ko rada Zemes ikdienas rotācija ap savu asi, ir bēgums un bēgums – okeāna līmeņa periodisko svārstību parādība, ko izraisa Saules un Mēness pievilkšanās spēki. Lielākā daļa no šiem spēkiem ir ikmēneša, un tāpēc tas nosaka galvenās plūdmaiņu parādību iezīmes. Pieplūdes parādības notiek arī zemes garozā, taču šeit tās nepārsniedz 30-40 cm, savukārt okeānos atsevišķos gadījumos tās sasniedz 13 m (Penžinskas līcis) un pat 18 m (Fundija līcis). Ūdens izvirzījumu augstums okeānu virsmā ir aptuveni 20 cm, un tie divas reizes dienā skrien apkārt okeānam. Ūdens līmeņa galējo stāvokli ieplūdes beigās sauc par pilnu ūdeni, izplūdes beigās - zemūdens; starpību starp šiem līmeņiem sauc par paisuma vērtību.
Paisuma parādību mehānisms ir diezgan sarežģīts. To galvenā būtība ir tāda, ka Zeme un Mēness ir vienīgā sistēma, kas rotē ap kopīgu smaguma centru, kas atrodas Zemes iekšpusē aptuveni 4800 km attālumā no tās centra (10. att.). Tāpat kā jebkura miesa, uz Zemes-Mēness sistēmu iedarbojas divi spēki: gravitācija un centrbēdzes. Šo spēku līdzsvars dažādās Zemes pusēs nav vienāds. Zemes pusē, kas vērsta pret Mēnesi, Mēness pievilkšanās spēki ir lielāki par sistēmas centrbēdzes spēkiem, un to rezultants ir vērsts uz Mēnesi. Zemes pusē, kas ir pretēja Mēnesim, sistēmas centrbēdzes spēki ir lielāki par Mēness gravitācijas spēku, un to rezultants ir vērsts prom no tā. Šie izrietošie un konjugētie spēki izraisa ūdens pieaugumu pretējās Zemes pusēs.
Rīsi. 10.
Sakarā ar to, ka Zeme katru dienu veic rotāciju šo spēku laukā un Mēness kustas ap to, pieplūdes viļņi cenšas virzīties atbilstoši Mēness stāvoklim, tāpēc katrā okeāna reģionā 24 stundas 50 minūtes. divreiz paisums ir paisums un divreiz mazāks par bēgumu. 50 minūšu nobīde katru dienu. pateicoties Mēness virzībai uz priekšu savā orbītā ap Zemi.
Saule arī izraisa plūdmaiņas uz Zemes, lai gan tās augstums ir trīs reizes mazāks. Tie pārklājas ar Mēness plūdmaiņām, mainot to īpašības.
Neskatoties uz to, ka Saule, Zeme un Mēness atrodas gandrīz vienā plaknē, tie nepārtraukti maina savu relatīvo stāvokli orbītās, tāpēc attiecīgi mainās arī to pieplūduma ietekme. Divas reizes mēneša ciklā – jaunā (jaunā) mēnesī un pilnmēness – Zeme, Mēness un Saule atrodas uz vienas līnijas. Šajā laikā Mēness un Saules paisuma spēki sakrīt un rodas neparasti augsti paisumi, tā sauktie sigisiini plūdmaiņas. Mēness pirmajā un trešajā ceturksnī, kad Saules un Mēness plūdmaiņu spēki ir vērsti viens pret otru taisnā leņķī, tiem ir pretējs efekts un Mēness paisuma un bēguma augstums ir par aptuveni vienu trešdaļu mazāks. Šīs plūdmaiņas sauc par kvadrātveida plūdmaiņām.
Paisuma un bēguma kolosālās enerģijas izmantošanas problēma jau sen ir piesaistījusi cilvēces uzmanību, taču tās risinājums sākās ar plūdmaiņu spēkstaciju (TPS) celtniecību tikai tagad. Pirmā TES tika nodota ekspluatācijā Francijā 1960. gadā. Krievijā 1968. gadā Kolas līča krastā tika uzbūvēta Kislogubskaya TES. Baltās jūras apgabalā, kā arī Kamčatkas Tālo Austrumu jūrās plānots būvēt vēl vairākas TPP.
Pieplūdes viļņi pamazām palēnina Zemes griešanās ātrumu, jo tie virzās pretējā virzienā. Tāpēc zemes diena kļūst garāka. Ir aprēķināts, ka tikai ūdens pieplūdes dēļ uz katriem 40 tūkstošiem gadu diena palielinās par 1 s. Pirms miljarda gadu diennakts uz Zemes bija tikai 17 stundas. Pēc miljarda gadu viena diena ilgs 31 stundu. Un pēc dažiem miljardiem gadu Zeme visu laiku būs pagriezta pret Mēnesi ar vienu pusi, tāpat kā Mēness tagad ir pret Zemi.
Daži zinātnieki uzskata, ka Zemes mijiedarbība ar Mēnesi ir viens no galvenajiem mūsu planētas primārās sasilšanas iemesliem. Berzes pieplūdums liek Mēnesim attālināties no Zemes ar ātrumu aptuveni 3 cm/gadā. Šī vērtība ir ļoti atkarīga no attāluma starp abiem ķermeņiem, kas tagad ir 60,3 reizes lielāks par Zemes rādiusu.
Ja pieņemam, ka sākotnēji Zeme un Mēness atradās daudz tuvāk, tad, no vienas puses, plūdu spēkam vajadzētu būt lielākam. Paisuma vilnis rada iekšēju berzi planētas ķermenī, ko pavada siltuma izdalīšanās,
Ar Zemes griešanos ap savu asi ir saistīts tās spēks, kas ir atkarīgs no planētas ikdienas rotācijas leņķiskā ātruma. Rotācija rada centrbēdzes spēku, kas ir tieši proporcionāls leņķiskā ātruma kvadrātam. Tagad centrbēdzes spēks pie ekvatora, kur tas ir lielākais, ir vienāds tikai ar 1/289 no zemes gravitācijas. Vidēji Zemei ir 15 reizes lielāks drošības koeficients. Saule ir 200 reizes, un Saturns ir tikai 1,5 reizes, pateicoties tā straujai rotācijai ap savu asi. Tās gredzeni veidojās, iespējams, agrākās planētas ātrākās rotācijas dēļ. Tika izvirzīta hipotēze, ka arī Mēness veidojies, Klusajā okeānā strauji griežoties atdaloties daļai Zemes masas. Taču pēc Mēness iežu paraugu izpētes šī hipotēze tika noraidīta, taču fakts, ka Zemes forma mainās atkarībā no tās griešanās ātruma, ekspertos šaubas nerada.
Zemes diennakts rotācija ir saistīta ar tādiem jēdzieniem kā zvaigzne, Saule, zona un vietējais laiks, datuma līnija utt. Laiks ir pamatvienība, lai noteiktu laiku, kurā debess sfēras redzamā rotācija notiek pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Pamanot sākumpunktu debesīs, no tā tiek atņemts griešanās leņķis, pēc kura tiek aprēķināts pagājušais laiks. Siderālā stunda tiek skaitīta no pavasara ekvinokcijas punkta augšējās kulminācijas brīža, kurā ekliptika krustojas ar ekvatoru. To izmanto astronomiskiem novērojumiem. Saules laiks (reālais vai patiesais vidējais) tiek skaitīts no Saules diska centra apakšējās kulminācijas brīža uz novērotāja meridiāna. Vietējais laiks ir vidējais saules laiks katrā Zemes punktā, kas ir atkarīgs no šī punkta garuma. Jo vairāk uz austrumiem atrodas punkts uz Zemes, jo vairāk tajā ir vietējā laika (katri 15° garuma grādi dod laika starpību 1 stunda), un jo tālāk uz rietumiem, jo mazāk laika.
Zemes virsma ir nosacīti sadalīta 24 laika zonās, kuru teritorijā laiks tiek uzskatīts par vienādu ar centrālā meridiāna laiku, tas ir, meridiānu, kas iet caur jostas vidu.
Blīvi apdzīvotos reģionos joslu robežas iet gar štatu un administratīvo reģionu robežām, dažkārt tās sakrīt ar dabiskajām robežām: upju gultnēm, kalnu grēdām un tamlīdzīgi. Pirmajā laika joslā laiks ir par vienu stundu garāks par nulles zonas laiku jeb Griničas meridiāna vidējo Saules laiku, otrajā zonā par 2:00 utt.
Zonu laiks, kas sadala planētu 24 laika zonās, tika ieviests daudzās pasaules valstīs 1884. gadā p. Un, lai gan tā koncentrēšanās nenovērsa visus ar laika skaitīšanu saistītos pārpratumus (atcerieties vismaz pēdējā laikā atsevišķos Ukrainas reģionos notikušās karstās diskusijas par Kijevas laika ieviešanu Maskavas laika vietā tās teritorijā, tas ir, laika skaitīšanu). otrā laika josla, kurā faktiski un atrodas mūsu valsts), tomēr laika joslu sistēma uz planētas ir kļuvusi vispārpieņemta. Galu galā standarta laiks ne tikai maz atšķiras no vietējā laika, tas ir ērts arī tālajos ceļojumos. Šajā sakarā derēs atgādināt vienu interesantu stāstu, kas negaidīti notika ar pirmā pasaules ceļojuma apļa dalībniekiem tā noslēgumā.
1522. gada beigās pa Spānijas pilsētas Seviļas šaurajām ieliņām ritēja neparasts gājiens: 18 F. Magelāna ekspedīcijas jūrnieki pēc ilga okeāna ceļojuma tikko bija atgriezušies dzimtajā ostā. Cilvēki gandrīz trīs gadus ilgā ceļojuma laikā bija ārkārtīgi novājējuši. Pirmo reizi viņi apbraukāja pasauli, paveica varoņdarbu. Taču uzvarētāji nebija līdzīgi. No vājuma trīcošās rokās viņi nesa degošas sveces un lēnām gāja uz katedrāli, lai lūgtu par piespiedu grēku, ko viņi bija izdarījuši garajā ceļojumā ...
Pie kā vainīgi planētas pionieri? Kad "Viktorija" atpakaļceļā tuvojās Kaboverdes salām, uz krastu tika nosūtīta laiva pēc pārtikas un saldūdens. Drīz vien jūrnieki atgriezās uz kuģa un informēja pārsteigto apkalpi: nez kāpēc uz sauszemes šī diena tiek uzskatīta par ceturtdienu, lai gan pēc kuģa žurnāla tā ir trešdiena. Kad viņi atgriezās Seviļā, viņi beidzot saprata, ka ir zaudējuši dienu savā kuģa kontā! Un tas nozīmē, ka viņi izdarīja lielu grēku, jo visus reliģiskos svētkus svinēja dienu agrāk, nekā to paredzēja kalendārs. Tas ir tas, ko viņi nožēloja katedrālē.
Kā pieredzējušie jūrnieki zaudēja dienu? Uzreiz jāsaka, ka viņi nekļūdījās dienu skaitīšanā.Fakts ir tāds, ka globuss griežas ap savu asi no rietumiem uz austrumiem un veic vienu apgriezienu dienā.Trīs gadus ceļojot apkārt pasaulei viņa arī veica pilnu apgriezienu ap zemes asi, bet virzienā, kas ir pretējs Zemes griešanās virzienam, kas nozīmē, ka ceļotāji veica par vienu apgriezienu mazāk nekā visa cilvēce uz Zemes.Ja ekspedīcija virzījās nevis uz rietumiem, bet gan uz. austrumos,tad žurnālā būtu ierakstīts par vienu dienu vairāk kā visiem cilvēkiem.Un tā tam ir jābūt,jo Saule nelec vienā laikā uz visu planētu.Tas nozīmē,ka uz katra meridiāna ir vietējais laiks , kuras sākums tiek skaitīts no šī brīža. nta, kad Saule atrodas zemu zem horizonta, tas ir, atrodas tā sauktajā zemākajā kulminācijā. Taču cilvēki savās ikdienas darbībās tam nepievērš uzmanību un vadās pēc standarta laika, kas atbilst attiecīgās laika joslas mediānas meridiāna vietējam laikam.
Bet zemeslodes sadalījums laika zonās joprojām neatrisina visas problēmas, jo īpaši gaismas perioda racionālas izmantošanas problēmu. Tāpēc marta pēdējā svētdienā daudzās valstīs, tostarp Ukrainā, pulksteņa rādītāji tiek pabīdīti vienu stundu uz priekšu, un oktobra beigās tās tiek atgrieztas uz standarta laiku. Vasaras laiks ļauj ekonomiskāk izmantot degvielu un enerģijas resursus. Turklāt tas ļauj cilvēkiem vairāk strādāt un atpūsties dabiskā apgaismojuma apstākļos un izmantot dienas tumšāko daļu miegam.
Praktiskajā laika joslu sadalījumā uz mūsu planētas telpas, caur kurām nosacīti iet datuma līnija, ir specifiskas. Šī līnija iet galvenokārt atklātā okeānā pa 180° ģeogrāfisko meridiānu un nedaudz novirzās vietās, kur tā šķērso salas vai atdala dažādus štatus. Tas tiek darīts, lai izvairītos no noteiktām kalendāra neērtībām cilvēkiem, kas tos apdzīvo. Šķērsojot līniju no rietumiem uz austrumiem, datums atkārtojas, pārvietojoties pretējā virzienā, viena diena tiek izslēgta no konta. Interesanti, ka Bēringa šaurumā starp Čukotku un Aļasku atrodas divas salas, kuras atdala datuma līnija: Ratmanova sala, kas pieder Krievijai, un Kruzenšternas sala, kas pieder CELA. Pieveicot vairāku kilometru attālumu starp abām salām, jūs varat nokļūt ... vakar, ja braucat no Ratmanova salas, vai rīt, kad dodaties pretējā virzienā.
Zeme riņķo ap Sauli eliptiskā orbītā ar ātrums 29,8 km/s, veicot pilnīgu revolūciju 365 dienās. 6 stundas 9 minūtes 9,6 sek. to zvaigžņu jeb siderālais gads - laika intervāls starp diviem secīgiem Zemes gājieniem caur vienu un to pašu orbītas punktu. Pēc zvaigžņu gada novērotājs redzēs Sauli tās pašas zvaigznes tuvumā, kur tā bija pirms gada. Taču cilvēka darbība nav saistīta ar siderālo laiku: tā ir pakārtota saules laikam. Laika intervālu starp divām secīgām Saules pārejām cauri pavasara ekvinokcijai sauc par tropisko gadu, kas ilgst 365 dienas. 5 stundas 48 minūtes 46 sek.
Orbītas garums ir 940 miljoni km. Saule atrodas vienā no Zemes orbītas perēkļiem, kā rezultātā attālums starp Zemi un Sauli mainās no 152 ( afēlijs - 5. jūlijs) līdz 149 ( perihēlijs - 3. janvāris) milj.km.
Zemes ass ir sasvērta pret orbītas plakni leņķī 66 30 ... Kustības procesā ass kustas translatīvi un paralēli sev, tāpēc Zeme ieņem 4 raksturīgās pozīcijas: ekvinokcijas un saulgrieži ... Ekvinokcijas dienās, 21. martā un 23. septembrī, Saules zenitālais stars krīt uz ekvatoru, gaismas un ēnas robeža iet cauri poliem un sadala katru paralēli vienādās daļās, tāpēc diena ir vienāda ar nakti plkst. visi platuma grādi. Tajā pašā laikā ziemeļu un dienvidu puslodes siltumu un gaismu saņem vienādi.
Vasaras saulgriežos, 22. jūnijā, Saule atrodas zenītā virs ziemeļu tropa, gaismas un ēnas robeža pieskaras polāro loku līnijām. Lielākā daļa ziemeļu puslodes saņem gaismu un siltumu, tāpēc šeit ir vasara, un visa tās Arktika ir apgaismota, tāpēc ir polāra diena. Dienvidu puslode saņem minimālu siltuma un gaismas daudzumu, tāpēc tur ir ziema, un tās arktiskā daļa atrodas polārās nakts pozīcijā.
Ziemas saulgriežos, 22. decembrī, Saule atrodas zenītā virs dienvidu tropu, un pusložu apgaismojums ir pretējs.
Tādējādi gadalaiku maiņa ir saistīta ar Zemes rotāciju ap Sauli, kad ass ir sasvērta. Procesu un parādību sezonālais ritms ģeogrāfiskajā apvalkā ir saistīts ar gadalaiku maiņu.
Savtsova T.M. Vispārīgā ģeogrāfija, M., 2003, 45.-50.lpp
Milkovs F.N. "Vispārējā ģeogrāfija", M., 1990, 59.-62.lpp
Ļubuškina S.G. Vispārējā ģeogrāfija, M., 2004, 19.-22.lpp.
LZ 7-8. GO veidošanās planētu faktori. Zemes aksiālā rotācija
1. Pierādījumi par Zemes aksiālo rotāciju
2. Zemes aksiālās rotācijas sekas
1. Pierādījumi par Zemes aksiālo rotāciju
Zeme griežas ap asi no rietumiem uz austrumiem, veicot pilnu apgriezienu 23 stundās 56 minūtēs. 4 sek. (zvaigžņu diena). Leņķiskais ātrums visi Zemes punkti ir vienādi: 15h (360h). Lineārais ātrums tie ir atkarīgi no attāluma, kas punktiem jānobrauc ikdienas rotācijas periodā. Maksimālais lineārais ātrums pie ekvatora ir 464 m / s, pie poliem -0, citos platuma grādos aprēķina pēc formulas:
V cos m/s, kur ir vietas platuma grāds
Viens no Zemes diennakts rotācijas pierādījumiem ir Fuko eksperiments, kas dod iespēju novērot Zemes rotāciju un noteikt leņķisko ātrumu
W sin ( - vietas platums)
Empīriski novērotā krītošo ķermeņu novirze uz austrumiem liecina arī par Zemes griešanos ap savu asi.
Mūsu planēta atrodas pastāvīgā kustībā, tā griežas ap sauli un savu asi. Zemes ass ir iedomāta līnija, kas novilkta no ziemeļiem uz dienvidpolu (griešanās laikā tās paliek nekustīgas) 66 0 33 ꞌ leņķī attiecībā pret Zemes plakni. Cilvēki nevar pamanīt griešanās momentu, jo visi objekti kustas paralēli, to ātrums ir vienāds. Tas izskatītos tieši tāpat kā tad, ja mēs kuģotu uz kuģa un nepamanītu uz tā esošo priekšmetu un priekšmetu kustību.
Pilna rotācija ap asi tiek veikta vienas siderālās dienas laikā, kas sastāv no 23 stundām 56 minūtēm un 4 sekundēm. Šajā intervālā viena vai otra planētas puse vēršas pret Sauli, saņemot no tās atšķirīgu siltuma un gaismas daudzumu. Turklāt Zemes griešanās ap asi ietekmē tās formu (saplacinātie stabi ir planētas griešanās ap asi rezultāts) un novirzi, kad ķermeņi pārvietojas horizontālā plaknē (upes, straumes un dienvidu vēji). Puslode novirzās pa kreisi, ziemeļu - pa labi).
Lineārais un leņķiskais rotācijas ātrums
(Zemes rotācija)
Lineārais Zemes rotācijas ātrums ap asi ir 465 m/s jeb 1674 km/h ekvatora zonā, attālumam no tā pamazām samazinoties, ziemeļu un dienvidu polā tas ir vienāds ar nulli. Piemēram, ekvatoriālās pilsētas Kito (Ekvadoras galvaspilsēta Dienvidamerikā) iedzīvotājiem rotācijas ātrums ir tikai 465 m/s, bet maskaviešiem, kas dzīvo 55. paralēlē uz ziemeļiem no ekvatora, tas ir 260 m/s. (gandrīz divas reizes mazāk)...
Katru gadu griešanās ātrums ap asi samazinās par 4 milisekundēm, kas saistīts ar Mēness ietekmi uz jūras un okeāna bēguma un bēguma spēku. Mēness gravitācija "velk" ūdeni virzienā, kas ir pretējs Zemes aksiālajai rotācijai, radot nelielu berzes spēku, kas palēninās rotācijas ātrumu par 4 milisekundēm. Leņķiskās griešanās ātrums visur paliek nemainīgs, tā vērtība ir 15 grādi stundā.
Kāpēc diena pārvēršas naktī
(Nakts un dienas maiņa)
Pilnīga Zemes apgrieziena ap asi laiks ir viena siderāla diena (23 stundas 56 minūtes 4 sekundes), šajā laika intervālā saules apspīdētā puse vispirms ir dienas "varā", ēnas puse - nakts. , un tad otrādi.
Ja Zeme grieztos savādāk un viena tās puse nepārtraukti būtu pagriezta pret Sauli, tad būtu augsta temperatūra (līdz 100 grādiem pēc Celsija) un viss ūdens iztvaikotu, no otras puses - gluži pretēji, plosītos sals un ūdens atradās zem biezas ledus kārtas. Gan pirmais, gan otrais nosacījums būtu nepieņemami dzīvības attīstībai un cilvēku sugas pastāvēšanai.
Kāpēc mainās gadalaiki
(Gadalaiku maiņa uz Zemes)
Sakarā ar to, ka ass ir sasvērusies attiecībā pret zemes virsmu noteiktā leņķī, tās posmi dažādos laikos saņem atšķirīgu siltuma un gaismas daudzumu, kas izraisa gadalaiku maiņu. Saskaņā ar astronomiskajiem parametriem, kas nepieciešami gada laika noteikšanai, daži laika punkti tiek ņemti par atskaites punktiem: vasarai un ziemai tās ir Saulgriežu dienas (21. jūnijs un 22. decembris), pavasarim un rudenim - ekvinokcija (marts). 20. un 23. septembrī). No septembra līdz martam ziemeļu puslode ir pagriezta pret Sauli uz mazāku laiku un attiecīgi saņem mazāk siltuma un gaismas, sveiki ziema-ziema, Dienvidu puslode šajā laikā saņem daudz siltuma un gaismas, lai dzīvo vasara! Paiet 6 mēneši un Zeme virzās uz savu orbītas pretējo punktu un jau ziemeļu puslode saņem vairāk siltuma un gaismas, dienas kļūst garākas, Saule paceļas augstāk - vasara nāk.
Ja Zeme attiecībā pret Sauli atrastos tikai vertikālā stāvoklī, tad gadalaiki vispār nepastāvētu, jo visi Saules apgaismotie puspunkti saņemtu vienādu un vienmērīgu siltuma un gaismas daudzumu.
Redzama debess spārna kustība. Ir zināms, ka debess ķermeņi atrodas ļoti dažādos attālumos no zemeslodes. Tajā pašā laikā mums šķiet, ka attālumi līdz zvaigznēm ir vienādi un tās visas ir savienotas ar vienu sfērisku virsmu, ko mēs saucam par debesu sfēru, bet astronomi par redzamo debess sfēru. Mums tā šķiet, jo attālumi līdz debess ķermeņiem ir ļoti lieli, un mūsu acs nespēj pamanīt atšķirību šajos attālumos. Katrs novērotājs var viegli pamanīt, ka redzamā debess sfēra ar visiem uz tās esošajiem gaismekļiem griežas lēni. Šī parādība cilvēkiem bija labi zināma no seniem laikiem, un viņi uztvēra Saules, planētu un zvaigžņu šķietamo kustību ap Zemi. Šobrīd mēs zinām, ka ap Zemi nepārvietojas nevis Saule vai zvaigznes, bet gan Zemes globuss griežas.
Precīzi novērojumi liecina, ka pilnīgs Zemes apgrieziens ap savu asi notiek 23 stundās 56 minūtēs. un 4 sek. Mēs pieņemam laiku, kad Zeme apgriežas ap savu asi, kā dienu un vienkāršības labad uzskaitām 24 stundas dienā.
Pierādījumi par Zemes griešanos ap savu asi. Pašlaik mums ir vairāki ļoti pārliecinoši pierādījumi par Zemes rotāciju. Vispirms pakavēsimies pie pierādījumiem, kas izriet no fizikas.
Fuko pieredze. Ļeņingradā, bijušajā Īzaka katedrālē, svārsts ar 98 m garums, ar slodzi 50 Kilograms. Zem svārsta ir liels aplis, kas sadalīts pa grādiem. Kad svārsts atrodas klusā stāvoklī, tā svars atrodas tieši apļa centrā. Ja mēs ņemam svārsta svaru līdz apļa nulles grādiem un pēc tam atlaidīsim, svārsts šūposies meridiāna plaknē, tas ir, no ziemeļiem uz dienvidiem. Taču pēc 15 minūtēm svārsta šūpošanās plakne novirzīsies par aptuveni 4°, stundā par 15° utt. No fizikas ir zināms, ka svārsta šūpošanās plakne nevar novirzīties. Līdz ar to mainījās graduētā apļa novietojums, kas varēja notikt tikai Zemes ikdienas kustības rezultātā.
Lai skaidrāk saprastu lietas būtību, pievērsīsimies zīmējumam (13. att., a), kurā attēlota ziemeļu puslode polārā projekcijā.
Meridiāni, kas stiepjas no pola, ir atzīmēti ar punktētu līniju. Mazie apļi uz meridiāniem ir parasts graduēta apļa attēls zem Sv. Īzaka katedrāles svārsta. Pirmajā pozīcijā ( AB) svārsta šūpošanās plakne (nozīmēta ar nepārtrauktu līniju aplī) pilnībā sakrīt ar šī meridiāna plakni. Pēc brīža meridiāns AB sakarā ar Zemes rotāciju no rietumiem uz austrumiem, tā atradīsies pozīcijā A 1 B 1. Svārsta šūpošanās plakne paliek nemainīga, kā rezultātā tiek iegūts leņķis starp svārsta šūpošanās plakni un meridiāna plakni. Ar tālāku Zemes rotāciju, meridiāns AB būs pozīcijā A 2 B 2 utt. Ir skaidrs, ka svārsta šūpošanās plakne vēl vairāk novirzīsies no meridiāna plaknes AB. Ja Zeme būtu nekustīga, šāda novirze nebūtu varējusi notikt, un svārsts no sākuma līdz beigām šūtos meridiāna virzienā.
Pirmo reizi līdzīgu eksperimentu (mazākā mērogā) Parīzē 1851. gadā veica fiziķis Fuko, tāpēc tas ieguva savu nosaukumu.
Eksperimentējiet ar krītošu ķermeņu novirzi uz austrumiem. Saskaņā ar fizikas likumiem slodzei jākrīt no augstuma pa svērteni. Tomēr visos veiktajos eksperimentos krītošais ķermenis vienmēr novirzījās uz austrumiem. Novirze rodas tāpēc, ka, Zemei griežoties, ķermeņa ātrums no rietumiem uz austrumiem augstumā ir lielāks nekā zemes virsmas līmenī. Pēdējo var viegli saprast no pievienotā zīmējuma (13. att., b). Punkts, kas atrodas uz zemes virsmas, pārvietojas kopā ar Zemi no rietumiem uz austrumiem un noteiktu laiku šķērso ceļu BB 1. Punkts, kas atrodas noteiktā augstumā uz tādu pašu laika periodu, veido ceļu AA 1.Ķermenis izmests no punkta A, pārvietojas augstumā ātrāk nekā punkts V, un kamēr ķermenis krīt, norādiet A pārvietosies uz punktu A 1 un ķermenis ar lielu ātrumu nokritīs uz austrumiem no punkta B 1. Saskaņā ar veiktajiem eksperimentiem ķermenis krīt no 85 augstuma m novirzījies no svērtā līnijas uz austrumiem par 1.04 mm, un krītot no 158,5 augstuma m- par 2.75 cm.
Par Zemes griešanos liecina arī zemeslodes saplacināšana pie poliem, vēju un straumju novirze ziemeļu puslodē pa labi, bet dienvidu puslodē pa kreisi, par ko sīkāk tiks runāts vēlāk.
Zemes rotācija mums liek saprast, kāpēc Zemes polārais noslāpums neizraisa okeānu ūdens masu pārvietošanos no ekvatora uz poliem, proti, uz Zemes centram tuvāko stāvokli (centrbēdzes). spēks neļauj šiem ūdeņiem virzīties uz poliem) utt.
Diennakts rotācijas ģeogrāfiskā nozīmeno Zemes. Pirmās sekas Zemes rotācijai ap savu asi ir dienas un nakts maiņa. Šīs izmaiņas ir diezgan straujas, kas ir ļoti svarīgas dzīvības attīstībai uz Zemes. Dienas un nakts īsuma dēļ Zeme nevar ne pārkarst, ne atdzist tiktāl, ka dzīvība tiktu nogalināta vai nu pārmērīga karstuma, vai pārmērīga aukstuma dēļ.
Dienas un nakts maiņa nosaka daudzu procesu ritmu uz Zemes, kas saistīti ar siltuma ierašanos un patēriņu.
Otrās sekas Zemes rotācijai ap savu asi ir jebkura kustīga ķermeņa novirze no sākotnējā virziena ziemeļu puslodē pa labi un dienvidu puslodē pa kreisi, kam ir liela nozīme cilvēka dzīvē. Zeme. Mēs nevaram šeit sniegt sarežģītu matemātisko pierādījumu šim likumam, bet mēs mēģināsim sniegt dažus, kaut arī ļoti vienkāršotus, skaidrojumus.
Pieņemsim, ka ķermenis ir saņēmis taisnu kustību no ekvatora līdz Ziemeļpolam. Ja Zeme negrieztos ap asi, tad kustīgais ķermenis iekšā. nonāktu stabā. Taču uz Zemes tas nenotiek, jo ķermenis, atrodoties pie ekvatora, pārvietojas kopā ar Zemi no rietumiem uz austrumiem (14. att., a). Pārejot uz polu, ķermenis iedziļinās vairāk
augstie platuma grādi, kur katrs zemes virsmas punkts virzās no rietumiem uz austrumiem lēnāk nekā pie ekvatora. Ķermenis, kas virzās uz polu, saskaņā ar inerces likumu saglabā kustības ātrumu no rietumiem uz austrumiem, kāds tam bija pie ekvatora. Tā rezultātā ķermeņa ceļš vienmēr novirzīsies no meridiāna virziena uz labo pusi. Ir viegli saprast, ka dienvidu puslodē vienādos kustības apstākļos ķermeņa ceļš novirzīsies pa kreisi (14.6. att.).
Poļi, ekvators, paralēles un meridiāni. Pateicoties tai pašai Zemes rotācijai ap savu asi, mums uz Zemes ir divi ievērojami punkti, kurus sauc stabi. Poļi ir vienīgie fiksētie punkti uz zemes virsmas. Pamatojoties uz poliem, mēs nosakām ekvatora atrašanās vietu, novelkam paralēles un meridiānus un izveidojam koordinātu sistēmu, kas ļauj noteikt jebkura punkta stāvokli uz zemeslodes virsmas. Pēdējais, savukārt, dod mums iespēju kartēs attēlot visus ģeogrāfiskos objektus.
Apli, ko veido plakne, kas ir perpendikulāra zemes asij un sadala zemeslodi divās vienādās puslodēs, sauc. ekvators. Apli, ko veido ekvatoriālās plaknes krustojums ar zemeslodes virsmu, sauc par ekvatora līniju. Bet sarunvalodā un ģeogrāfiskajā literatūrā ekvatora līniju bieži sauc vienkārši par ekvatoru īsuma labad.
Globusu garīgi var šķērsot plaknes, kas ir paralēlas ekvatoram. Šajā gadījumā tiek iegūti apļi, kurus sauc paralēles. Ir skaidrs, ka vienas un tās pašas puslodes paralēlu izmēri nav vienādi: tie samazinās līdz ar attālumu no ekvatora. Paralēles virziens uz zemes virsmas ir precīzs virziens no austrumiem uz rietumiem.
Globusu var garīgi sadalīt ar plaknēm, kas iet caur zemes asi. Šīs plaknes sauc par meridiānu plaknēm. Apļus, ko veido meridiānu plakņu krustošanās ar zemeslodes virsmu sauc meridiāni. Jebkurš meridiāns neizbēgami iet cauri abiem poliem. Citiem vārdiem sakot, meridiānam visur ir precīzs virziens no ziemeļiem uz dienvidiem. Meridiāna virzienu jebkurā zemes virsmas punktā visvienkāršāk nosaka pusdienas ēnas virziens, tāpēc meridiānu sauc arī par pusdienas līniju (lat. rneridlanus, kas nozīmē pusdienlaiku).
Platums un garums. Attālums no ekvatora līdz katram polim ir ceturtdaļa apļa, tas ir, 90 °. Grādi tiek skaitīti gar meridiāna līniju no ekvatora (0 °) līdz poliem (90 °). Attālums no ekvatora līdz Ziemeļpolam, kas izteikts grādos, tiek saukts par ziemeļu platumu, bet līdz Dienvidpolam - par dienvidu platuma grādiem. Vārda platuma vietā īsuma labad viņi bieži raksta zīmi φ (grieķu burts "phi", ziemeļu platums ar zīmi +, dienvidu platums ar zīmi -), tātad, piemēram, φ = + 35 ° 40 " .
Nosakot grādu attālumu uz austrumiem vai rietumiem, skaitīšanu veic no viena no meridiāniem, ko parasti uzskata par nulli. Saskaņā ar starptautisku vienošanos par galveno meridiānu uzskata Griničas observatorijas meridiānu, kas atrodas Londonas nomalē. Grādu attālumu uz austrumiem (no 0 līdz 180 °) sauc par austrumu garumu, bet uz rietumiem - par rietumu garumu. Vārda garuma vietā viņi bieži raksta zīmi λ (grieķu burts "lambda", austrumu garums ar zīmi + un rietumu garums ar zīmi), piemēram, λ = -24 ° 30 /. Izmantojot platuma un garuma grādus, mēs varam noteikt jebkura punkta atrašanās vietu uz zemes virsmas.
Platuma noteikšana uz Zeme. Vietas platuma noteikšana uz Zemes tiek reducēta līdz pasaules pola augstuma noteikšanai virs horizonta, ko var viegli redzēt no zīmējuma (15. att.). Vienkāršākais veids mūsu puslodē to izdarīt ir ar Polāro zvaigzni, kas atrodas tikai 1 o 02 "no pasaules pola.
Novērotājs Ziemeļpolā redz Ziemeļzvaigzni tieši virs galvas. Citiem vārdiem sakot, leņķis, ko veido Polārās zvaigznes stars un horizonta plakne, ir 90 °, tas ir, tas vienkārši atbilst konkrētās vietas platuma grādiem. Novērotājam pie ekvatora leņķim, ko veido Ziemeļzvaigznes stars un horizonta plakne, jābūt 0 °, kas atkal atbilst vietas platuma grādiem. Pārejot no ekvatora uz polu, šis leņķis palielināsies no 0 līdz 90 ° un vienmēr atbildīs vietas platuma grādiem (16. att.).
Daudz grūtāk ir noteikt vietas platuma grādus pēc citām zvaigznēm. Šeit vispirms ir jānosaka zvaigznes augstums virs horizonta (ti, leņķis, ko veido šīs zvaigznes stars un horizonta plakne), pēc tam jāaprēķina zvaigznes augšējā un apakšējā kulminācija (tās atrašanās vieta 12. pulksten pēcpusdienā un pulksten 0 naktī) un ņem starp tiem vidējo aritmētisko. Šāda veida aprēķiniem ir nepieciešamas īpašas diezgan sarežģītas tabulas.
Vienkāršākā ierīce zvaigznes augstuma noteikšanai virs horizonta ir teodolīts (17. att.). Ērtāka sekstanta ierīce tiek izmantota jūrā ripošanas apstākļos (18. att.).
Sekstants sastāv no rāmja, kas ir apļa sektors 60 ° leņķī, tas ir, veido 1/6 no apļa (tātad nosaukums no latīņu valodas sekstāni- sestā daļa). Pie viena spieķa (rāmja) ir piestiprināts neliels teleskops. No otras runāja - spogulis A, no kuriem puse ir pārklāta ar amalgamu, bet otra puse ir caurspīdīga. Otrais spogulis V piestiprināts pie alidādes, kas kalpo graduētās skalas leņķu nolasīšanai. Novērotājs skatās teleskopā (punktā O) un redz cauri spoguļa caurspīdīgajai daļai A horizonts I. Kustinot alidadu, viņš aizķeras pie spoguļa A gaismekļa attēls S, atspīd no spoguļa V. No pievienotā zīmējuma (18. att.) redzams, ka leņķis SOH (nosakot gaismekļa augstumu virs horizonta) ir vienāds ar dubulto leņķi CBN.
Garuma noteikšana uz Zemes. Ir zināms, ka katram meridiānam ir savs, tā sauktais vietējais laiks, un 1° garuma starpība atbilst 4 minūšu laika starpībai. (Pilnīgs Zemes apgrieziens ap savu asi (par 360°) tiek veikts 24 stundās, un pagriešana par 1° = 24 stundas: 360° vai 1440 min.: 360° = 4 min.) Ir viegli redzēt, ka laika starpība starp diviem punktiem ļauj viegli aprēķināt garuma starpību. Piemēram, ja šajā punktā ir pulksten 13. 2 minūtes, un galvenajā meridiānā 12 stundas, tad laika starpība = 1 stunda. 2 minūtes jeb 62 minūtes, un grādu atšķirība ir 62: 4 = 15 ° 30 /. Tāpēc mūsu punkta garums ir 15 ° 30 / ... Tādējādi garuma grādu aprēķināšanas princips ir ļoti vienkāršs. Attiecībā uz metodēm precīzai garuma noteikšanai tās rada ievērojamas grūtības. Pirmā grūtība ir precīza vietējā laika noteikšana astronomiskā veidā. Otrā grūtība ir nepieciešamība
lai būtu precīzi hronometri.Pēdējā laikā, pateicoties radio, otrā grūtība lielā mērā ir atvieglota, bet pirmā paliek spēkā.
Zeme veic pilnīgu apgriezienu ap Sauli 365 dienās un 6 stundās. Ērtības labad vispārpieņemts, ka gadā ir 365 dienas. Un ik pēc četriem gadiem, kad "uzkrājas" papildu 24 stundas, sākas garais gads, kurā nevis 365, bet 366 dienas (29 - februārī).
Septembrī, kad pēc vasaras brīvlaika atgriežaties skolā, pienāk rudens. Dienas kļūst īsākas un naktis garākas un vēsākas. Pēc mēneša vai diviem kokiem nobirs lapas, aizlidos gājputni, gaisā virpuļos pirmās sniegpārslas. Decembrī, kad sniegs pārklāj zemi ar baltu vanti, pienāks ziema. Pienāks gada īsākās dienas. Saullēkts šajā laikā ir vēls un agrs saulriets.
Martā, kad nāk pavasaris, dienas kļūst garākas, saule spīd spožāk, gaiss kļūst siltāks un apkārt sāk murmēt straumes. Daba atkal atdzīvojas, un drīz vien sākas ilgi gaidītā vasara.
Tā tas bija un būs vienmēr gadu no gada. Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc mainās gadalaiki?
Zemes kustības ģeogrāfiskās sekas
Jūs jau zināt, ka Zemei ir divas galvenās kustības: tā griežas ap savu asi un griežas orbītā ap Sauli. Šajā gadījumā zemes ass ir slīpa pret orbītas plakni par 66,5 °. Zemes kustība ap Sauli un Zemes ass slīpums nosaka gadalaiku maiņu un dienas un nakts garumu uz mūsu planētas.
Divas reizes gadā pavasarī un rudenī - ir dienas, kad uz visas Zemes dienas garums ir vienāds ar nakts garumu - 12 stundas. Pavasara ekvinokcija notiek 21.-22.martā, rudens ekvinokcija ir 22.-23.septembrī. Pie ekvatora diena vienmēr ir vienāda ar nakti.
Garākā diena un īsākā nakts uz Zemes ir ziemeļu puslodē 22. jūnijā un dienvidu puslodē 22. decembrī. Šīs ir vasaras saulgriežu dienas.
Pēc 22. jūnija, pateicoties Zemes kustībai orbītā, ziemeļu puslodē pakāpeniski samazinās Saules augstums virsū, dienas kļūst īsākas, naktis garākas. Un dienvidu puslodē Saule paceļas virs horizonta un dienasgaismas stundas palielinās. Dienvidu puslode saņem arvien vairāk saules siltuma, bet ziemeļu - arvien mazāk.
Īsākā diena ziemeļu puslodē ir 22. decembris, bet dienvidu puslodē – 22. jūnijā. Šī ir ziemas saulgriežu diena.
Pie ekvatora saules gaismas krišanas leņķis uz zemes virsmas un diennakts garums mainās maz, tāpēc tur ir gandrīz neiespējami pamanīt gadalaiku maiņu.
Par dažām mūsu planētas kustības iezīmēm
Uz Zemes ir divas paralēles, uz kurām Saule vasaras un ziemas saulgriežu pusdienlaikā atrodas zenītā, tas ir, stāv tieši virs novērotāja galvas. Šādas paralēles sauc par tropiem. Ziemeļtropā (23,5 ° Z) saule ir zenītā 22. jūnijā, dienvidu tropā (23,5 ° S) - 22. decembrī.
Paralēles, kas atrodas 66,5 ° ziemeļu un dienvidu platuma grādos, sauc par polārajiem apļiem. Tās tiek uzskatītas par to teritoriju robežām, kurās tiek novērotas polārās dienas un polārās naktis. Polārā diena ir periods, kad Saule nenogrimst zem horizonta. Jo tuvāk polam no polārā loka, jo garāka ir polārā diena. Polārā loka platuma grādos tas ilgst tikai vienu dienu, bet polā - 189 dienas. Ziemeļu puslodē, polārā loka platuma grādos, polārā diena sākas 22. jūnijā vasaras saulgriežos, bet dienvidos – 22. decembrī. Polārās nakts ilgums svārstās no vienas dienas (polāro loku platuma grādos) līdz 176 (polos). Visu šo laiku Saule neparādās virs horizonta. Ziemeļu puslodē šī dabas parādība sākas 22. decembrī, bet dienvidu puslodē - 22. jūnijā.
Jāpiebilst, ka brīnišķīgs periods vasaras sākumā, kad vakara rītausma saplūst ar rītu un krēsla ilgst visu nakti, baltās naktis. Tie tiek novēroti abās puslodēs platuma grādos, kas pārsniedz 60, kad Saule pusnaktī nokrītas zem horizonta ne vairāk kā par 7 °. In (apmēram 60 ° Z) baltās naktis ilgst no 11. jūnija līdz 2. jūlijam, bet Arhangeļskā (64 ° Z) - no 13. maija līdz 30. jūlijam.
Apgaismojuma jostas
Zemes ikgadējās kustības un tās ikdienas rotācijas sekas ir nevienmērīgs saules gaismas un siltuma sadalījums pa zemes virsmu. Tāpēc uz Zemes ir apgaismojuma jostas.
Starp ziemeļu un dienvidu tropiem abās ekvatora pusēs atrodas tropiskā apgaismojuma josta. Tas aizņem 40% no zemes virsmas, kas veido lielāko saules gaismas daudzumu. Starp tropiem un polārajiem apļiem dienvidu un ziemeļu puslodē ir mērenas gaismas joslas, kas saņem mazāk saules gaismas nekā tropu josla. No polārā loka līdz polam katrā puslodē ir polārās jostas. Šī zemes virsmas daļa saņem vismazāko saules gaismas daudzumu. Atšķirībā no citām apgaismojuma joslām, tikai šeit ir polāras dienas un naktis.