Zawsze inspirował mnie i zadziwiał system obejmujący cały kosmos. W szczególności moje zainteresowanie padło na naszą rodzimą i ukochaną planetę. Ziemia stale kręci się wokół Słońca, niczym blat stołu. Ale w przeciwieństwie do szczytu, prędkość kątowa Ziemi nie zależy od siły, ponieważ jest stała. Ale ile czasu zajmuje naszej planecie wykonanie jednego obrotu wokół dużej, gorącej kuli?
Ile czasu zajmuje Ziemi obrót wokół Słońca?
Zanim odpowiesz na to pytanie, powinieneś dowiedzieć się:
- Dokładna trajektoria ruchu Ziemi.
- Związek między obrotem planety a porami roku.
- Wpływ nachylenia między planetą a pionem.
Tak więc nasza planeta stale obraca się wokół własnej osi. Ale dodatkowo obraca się jednocześnie wokół jednej z największych i najbliższych gwiazd. Droga, którą podąża Ziemia podczas swego obrotu, nie jest okręgiem, ponieważ jest nieco wydłużona. Wynika z tego, że w ciągu dwunastu miesięcy Ziemia znajduje się w nieco bliższej odległości, a także w dalszej odległości dokładnie dwukrotnie. (bardziej podoba mi się pierwszy przypadek). Można oczywiście pomyśleć, że właśnie dlatego zmieniają się pory roku. Ale niestety tak nie jest. Głównym winowajcą tego zjawiska jest ten sam kąt między środkiem Ziemi a pionem. Faktem jest, że podczas ruchu Ziemi ta „wada” pozostaje.
Zmieniające się pory roku
Wyobraź sobie, że nasza planeta przelatuje obok Słońca, którego północna część jest twarzą w twarz z gwiazdą. Słońce reaguje na tę stronę swoim ciepłem i światłem. Teraz są beztroskie wakacje. A krawędź przeznaczona na południe jest praktycznie zasłonięta przed Słońcem. Panuje tam teraz chłód i nastrój noworoczny. Ale podróż naszej planety wciąż trwa. A teraz wszystko jest inne. Południe i północ zamieniają się miejscami. Niedźwiedź, żyjący w niegdyś ciepłym klimacie, zmuszony jest starannie przygotować się do hibernacji.
Samo nachylenie pozwala naszej planecie zbliżyć się do Słońca na tę samą odległość. To czas złotej jesieni i kwitnącej wiosny. W związku z tym za zjawiskiem tym następuje kolejna ważna konsekwencja, a mianowicie czterokrotna zmiana pory roku.
Jest kulisty, jednak nie jest to kula idealna. Z powodu rotacji planeta jest lekko spłaszczona na biegunach, taką figurę zwykle nazywa się sferoidą lub geoidą - „jak ziemia”.
Ziemia jest ogromna, jej wielkość trudno sobie wyobrazić. Główne parametry naszej planety są następujące:
- Średnica - 12570 km
- Długość równika - 40076 km
- Długość dowolnego południka wynosi 40008 km
- Całkowita powierzchnia Ziemi wynosi 510 milionów km2
- Promień biegunów - 6357 km
- Promień równika - 6378 km
Ziemia obraca się jednocześnie wokół Słońca i wokół własnej osi.
Ziemia obraca się wokół nachylonej osi z zachodu na wschód. Połowa globu jest oświetlona przez słońce, jest tam wtedy dzień, druga połowa jest w cieniu, tam panuje noc. W wyniku obrotu Ziemi następuje cykl dnia i nocy. Ziemia wykonuje jeden obrót wokół własnej osi w ciągu 24 godzin – dziennie.
W wyniku rotacji poruszające się prądy (rzeki, wiatry) odchylają się w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej.
Obrót Ziemi wokół Słońca
Ziemia obraca się wokół Słońca po orbicie kołowej, dokonując pełnego obrotu w ciągu 1 roku. Oś Ziemi nie jest pionowa, jest nachylona do orbity pod kątem 66,5°, kąt ten pozostaje stały podczas całego obrotu. Główną konsekwencją tej rotacji jest zmiana pór roku.
Rozważmy skrajne punkty obrotu Ziemi wokół Słońca.
- 22 grudnia- przesilenie zimowe. Zwrotnik południowy jest w tym momencie najbliżej słońca (słońce jest w zenicie) - dlatego na półkuli południowej jest lato, a na półkuli północnej zima. Noce na półkuli południowej są krótkie, 22 grudnia w południowym kręgu polarnym dzień trwa 24 godziny, noc nie nadchodzi. Na półkuli północnej wszystko jest na odwrót, na kole podbiegunowym noc trwa 24 godziny.
- 22 czerwca- dzień przesilenia letniego. Zwrotnik północny jest najbliżej słońca; na półkuli północnej panuje lato, a na półkuli południowej zima. W południowym kręgu polarnym noc trwa 24 godziny, natomiast w północnym kręgu nocnym nie ma w ogóle nocy.
- 21 marca, 23 września- dni równonocy wiosennej i jesiennej Równik znajduje się najbliżej słońca, dzień na obu półkulach równa się nocy.
Ziemia jest obiektem kosmicznym biorącym udział w ciągłym ruchu Wszechświata. Obraca się wokół własnej osi, pokonuje miliony kilometrów po orbicie wokół Słońca i wraz z całym układem planetarnym powoli okrąża centrum Drogi Mlecznej. Pierwsze dwa ruchy Ziemi są wyraźnie zauważalne dla jej mieszkańców poprzez zmiany dziennego i sezonowego oświetlenia, zmiany warunków temperaturowych i charakterystykę pór roku. Dziś skupiamy się na charakterystyce i okresie obrotu Ziemi wokół Słońca, jego wpływie na życie planety.
Informacje ogólne
Nasza planeta porusza się po trzeciej orbicie najdalszej od gwiazdy. Ziemię dzieli od Słońca średnio 149,5 miliona kilometrów. Długość orbity wynosi około 940 milionów km. Planeta pokonuje tę odległość w 365 dni i 6 godzin (jeden rok gwiazdowy lub gwiazdowy - okres obrotu Ziemi wokół Słońca względem odległych źródeł światła). Jego prędkość podczas ruchu orbitalnego osiąga średnio 30 km/s.
Dla obserwatora na Ziemi obrót planety wokół gwiazdy wyraża się w zmianie położenia Słońca na niebie. Porusza się o jeden stopień dziennie w kierunku wschodnim względem gwiazd.
Orbita planety Ziemia
Trajektoria naszej planety nie jest idealnym kołem. Jest to elipsa, której jednym z ognisk jest Słońce. Taka forma orbity „zmusza” Ziemię do zbliżenia się do gwiazdy lub oddalenia się od niej. Punkt, w którym odległość planety od Słońca jest minimalna, nazywa się peryhelium. Aphelium to część orbity, na której Ziemia znajduje się jak najdalej od gwiazdy. W naszych czasach pierwszy punkt planeta osiąga około 3 stycznia, a drugi 4 lipca. Jednocześnie Ziemia nie porusza się wokół Słońca ze stałą prędkością: po przejściu aphelium przyspiesza i zwalnia, pokonując peryhelium.
Minimalna odległość dzieląca dwa ciała kosmiczne w styczniu wynosi 147 milionów km, maksymalna to 152 miliony km.
Satelita
Razem z Ziemią Księżyc porusza się także wokół Słońca. Obserwując go z bieguna północnego, satelita porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Orbita Ziemi i orbita Księżyca leżą w różnych płaszczyznach. Kąt między nimi wynosi około 5°. Ta rozbieżność znacznie zmniejsza liczbę zaćmień Księżyca i Słońca. Gdyby płaszczyzny orbit były identyczne, wówczas jedno z tych zjawisk występowałoby raz na dwa tygodnie.
Orbita Ziemi jest zaprojektowana w taki sposób, że oba obiekty obracają się wokół wspólnego środka masy w okresie około 27,3 dnia. Jednocześnie siły pływowe satelity stopniowo spowalniają ruch naszej planety wokół własnej osi, nieznacznie zwiększając w ten sposób długość dnia.
Konsekwencje
Oś naszej planety nie jest prostopadła do płaszczyzny jej orbity. To nachylenie, a także ruch wokół gwiazdy prowadzą do pewnych zmian klimatycznych w ciągu roku. Słońce wschodzi wyżej nad terytorium naszego kraju w czasie, gdy biegun północny planety jest nachylony w jego stronę. Dni są coraz dłuższe, temperatura rośnie. Kiedy odchodzi od źródła światła, ciepło zastępuje się chłodzeniem. Podobne zmiany klimatyczne są charakterystyczne dla półkuli południowej.
Zmiana pór roku następuje w punktach równonocy i przesileń, które charakteryzują określone położenie osi Ziemi względem orbity. Przyjrzyjmy się temu bardziej szczegółowo.
Najdłuższy i najkrótszy dzień
Przesilenie to moment, w którym oś planety jest maksymalnie nachylona w stronę gwiazdy lub w przeciwnym kierunku. Orbita Ziemi wokół Słońca ma dwie takie sekcje. Na średnich szerokościach geograficznych punkt, w którym w południe pojawia się słońce, codziennie wschodzi wyżej. Trwa to aż do przesilenia letniego, które na półkuli północnej przypada 21 czerwca, a następnie położenie gwiazdy południowej zaczyna się zmniejszać aż do 21-22 grudnia. Te dni to przesilenie zimowe na półkuli północnej. Na średnich szerokościach geograficznych nadchodzi najkrótszy dzień, a potem zaczyna się wydłużać. Na półkuli południowej nachylenie osi jest odwrotne, więc tutaj przypada w czerwcu, a lato w grudniu.
Dzień równa się nocy
Równonoc to moment, w którym oś planety staje się prostopadła do płaszczyzny orbity. W tym czasie terminator, granica między oświetloną a ciemną połową, biegnie ściśle wzdłuż biegunów, czyli dzień jest równy nocy. Na orbicie znajdują się również dwa takie punkty. Równonoc wiosenna przypada 20 marca, równonoc jesienna 23 września. Daty te obowiązują dla półkuli północnej. Na południu, podobnie jak w przypadku przesileń, równonoce zmieniają miejsce: jesień przypada na marzec, a wiosna na wrzesień.
Gdzie jest cieplej?
Okrągła orbita Ziemi – jej cechy w połączeniu z nachyleniem jej osi – ma jeszcze jedną konsekwencję. W momencie, gdy planeta przechodzi najbliżej Słońca, biegun południowy jest skierowany w jej stronę. O tej porze na odpowiedniej półkuli jest lato. Planeta w momencie przejścia przez peryhelium otrzymuje o 6,9% więcej energii niż w momencie przejścia przez aphelium. Różnica ta występuje szczególnie na półkuli południowej. W ciągu roku otrzymuje nieco więcej ciepła słonecznego niż północna. Różnica ta jest jednak niewielka, ponieważ znaczna część „dodatkowej” energii spada na obszary wodne półkuli południowej i jest przez nie pochłaniana.
Rok tropikalny i gwiazdowy
Jak już wspomniano, okres obiegu Ziemi wokół Słońca względem gwiazd wynosi około 365 dni 6 godzin 9 minut. To jest rok gwiazdowy. Logiczne jest założenie, że zmiana pór roku pasuje do tego okresu. Nie jest to jednak do końca prawdą: czas obrotu Ziemi wokół Słońca nie pokrywa się z pełnym okresem pór roku. Tworzy on tzw. rok tropikalny, który trwa 365 dni, 5 godzin i 51 minut. Najczęściej mierzy się go od jednej równonocy wiosennej do następnej. Powodem dwudziestominutowej różnicy między czasem trwania obu okresów jest precesja osi Ziemi.
Rok kalendarzowy
Dla wygody powszechnie przyjmuje się, że rok ma 365 dni. Pozostałe sześć i pół godziny składa się na jeden dzień podczas czterech obrotów Ziemi wokół Słońca. Aby to zrekompensować i aby zapobiec zwiększaniu się różnicy między rokiem kalendarzowym a gwiezdnym, wprowadza się „dodatkowy” dzień, 29 lutego.
Jedyny satelita Ziemi, Księżyc, ma pewien wpływ na ten proces. Wyraża się to, jak zauważono wcześniej, w spowolnieniu obrotu planety. Co sto lat długość dnia zwiększa się o około jedną tysięczną.
kalendarz gregoriański
Liczenie dni, do jakiego jesteśmy przyzwyczajeni, zostało wprowadzone w 1582 roku. w przeciwieństwie do juliańskiego, przez długi czas rok „cywilny” odpowiada pełnemu cyklowi pór roku. Według niej miesiące, dni tygodnia i daty powtarzają się dokładnie co czterysta lat. Długość roku w kalendarzu gregoriańskim jest bardzo zbliżona do tropikalnej.
Celem reformy było przywrócenie dnia równonocy wiosennej na jego zwykłe miejsce – 21 marca. Faktem jest, że od I w. n.e. aż do XVI w. faktyczną datę zrównania dnia z nocą przesunięto na 10 marca. Główną motywacją do rewizji kalendarza była potrzeba prawidłowego obliczenia dnia Wielkanocy. Aby to osiągnąć, ważne było, aby 21 marca był dniem zbliżonym do faktycznej równonocy. Kalendarz gregoriański radzi sobie z tym zadaniem bardzo dobrze. Data równonocy wiosennej przesunie się o jeden dzień nie wcześniej niż za 10 000 lat.
Jeśli porównamy kalendarz, możliwe są tutaj bardziej znaczące zmiany. W wyniku specyfiki ruchu Ziemi i czynników na niego wpływających, przez około 3200 lat, narastać będzie rozbieżność w zmianie pór roku jednego dnia. Jeśli w tym czasie ważne będzie utrzymanie przybliżonej równości lat tropikalnych i kalendarzowych, wówczas ponownie konieczna będzie reforma podobna do tej przeprowadzonej w XVI wieku.
Okres obrotu Ziemi wokół Słońca koreluje zatem z pojęciami roku kalendarzowego, gwiazdowego i tropikalnego. Metody określania czasu ich trwania były udoskonalane od starożytności. Nowe dane dotyczące interakcji obiektów w przestrzeni kosmicznej pozwalają nam przyjąć założenia dotyczące trafności współczesnego rozumienia terminu „rok” za dwa, trzy, a nawet dziesięć tysięcy lat. Czas obrotu Ziemi wokół Słońca i jego powiązanie ze zmianą pór roku i kalendarza jest dobrym przykładem wpływu globalnych procesów astronomicznych na życie społeczne człowieka, a także zależności poszczególnych elementów w ramach globalnego układu planety. Wszechświat.
Tajemniczy i magiczny świat astronomii przyciąga uwagę ludzkości od czasów starożytnych. Ludzie podnosili głowy ku rozgwieżdżonemu niebu i zadawali odwieczne pytania, dlaczego gwiazdy zmieniają swoje położenie, dlaczego przychodzi dzień i noc, dlaczego gdzieś wyje zamieć, a gdzieś na pustyni jest plus 50...
Ruch luminarzy i kalendarzy
Większość planet Układu Słonecznego kręci się wokół siebie. W tym samym czasie wszystkie dokonują obrotów wokół Słońca. Niektórzy robią to szybko i szybko, inni powoli i uroczyście. Planeta Ziemia nie jest wyjątkiem; stale porusza się w przestrzeni kosmicznej. Już w czasach starożytnych ludzie, nie znając przyczyn i mechanizmu tego ruchu, zauważyli pewien ogólny wzór i zaczęli sporządzać kalendarze. Już wtedy ludzkość była zainteresowana pytaniem, z jaką prędkością Ziemia kręci się wokół Słońca.
Słońce wschodzi o wschodzie słońca
Ruch Ziemi wokół własnej osi to dzień Ziemi. A pełne przejście naszej planety po elipsoidalnej orbicie wokół gwiazdy to rok kalendarzowy.
Jeśli staniesz na biegunie północnym i narysujesz wyimaginowaną oś przechodzącą przez Ziemię do bieguna południowego, okaże się, że nasza planeta porusza się z zachodu na wschód. Pamiętacie, jak w „Opowieści o kampanii Igora” powiedziano, że „Słońce wschodzi o wschodzie słońca”? Wschód zawsze otrzymuje promienie słoneczne przed Zachodem. Dlatego Nowy Rok na Dalekim Wschodzie zaczyna się wcześniej niż w Moskwie.
Jednocześnie naukowcy ustalili, że tylko dwa punkty na naszej planecie znajdują się w pozycji statycznej względem bieguna północnego i południowego.
Szalona prędkość
Wszystkie inne miejsca na planecie są w ciągłym ruchu. Jaka jest prędkość obrotu Ziemi wokół Słońca? Na równiku jest najwyższa i osiąga 1670 km na godzinę. Na przykład bliżej średnich szerokości geograficznych we Włoszech prędkość jest już znacznie niższa - 1200 km na godzinę. A im bliżej biegunów, tym jest ona coraz mniejsza.
Równe 24 godzinom. Tak twierdzą naukowcy. Nazywamy to prościej - dniem.
Z jaką prędkością Ziemia obraca się wokół Słońca?
350 razy szybszy niż samochód wyścigowy
Oprócz obracania się wokół własnej osi, Ziemia wykonuje również ruch eliptyczny wokół gwiazdy zwanej Słońcem. Z jaką prędkością Ziemia obraca się wokół Słońca? Naukowcy od dawna obliczają ten wskaźnik za pomocą skomplikowanych wzorów i obliczeń. Prędkość obrotu Ziemi wokół Słońca wynosi 107 tysięcy kilometrów na godzinę.
Trudno nawet wyobrazić sobie te szalone, nierealne liczby. Na przykład nawet najbardziej wyścigowy samochód – 300 kilometrów na godzinę – to 356 razy mniej niż prędkość Ziemi na orbicie.
Wydaje nam się, że to Słońce wschodzi i wschodzi, że Ziemia jest nieruchoma, a światło zatacza okrąg na niebie. Ludzkość myślała dokładnie w ten sposób przez bardzo długi czas, dopóki naukowcy nie udowodnili, że wszystko dzieje się na odwrót. Dziś nawet uczeń wie, co dzieje się na świecie: planety poruszają się płynnie i uroczyście wokół Słońca, a nie odwrotnie. Ziemia krąży wokół Słońca i wcale nie tak, jak wcześniej sądzono.
Odkryliśmy więc, że prędkość obrotu Ziemi wokół własnej osi i Słońca wynosi odpowiednio 1670 km na godzinę (na równiku) i 107 tysięcy kilometrów na godzinę. No cóż, lecimy!
Rok słoneczny i gwiazdowy
Pełny okrąg, a raczej elipsoidalny owal, planeta Ziemia krąży wokół Słońca w 356 dni 5 godzin 48 minut 46 sekund. Astronomowie nazywają te liczby „rokiem astrologicznym”. Dlatego na pytanie „Jaka jest częstotliwość obrotu Ziemi wokół Słońca?” odpowiadamy prosto i zwięźle: „Rok”. Wskaźnik ten pozostaje niezmieniony, ale z jakiegoś powodu co cztery lata mamy rok przestępny, w którym jest jeszcze jeden dzień.
Tyle, że astronomowie już dawno zgodzili się, że dodatkowych 5 i „kopiejek” godzin nie liczy się co roku, lecz wybrali numer roku astronomicznego, który jest wielokrotnością dnia. Zatem rok ma 365 dni. Aby jednak z biegiem czasu nie doszło do awarii i aby naturalne rytmy nie przesunęły się w czasie, raz na cztery lata w kalendarzu w lutym pojawia się jeden dodatkowy dzień. W ciągu 4 lat te kwartały „zbierają się” w pełny dzień - i świętujemy rok przestępny. Zatem odpowiadając na pytanie, jaka jest częstotliwość obrotu Ziemi wokół Słońca, śmiało powiedzmy jeden rok.
W świecie naukowym istnieją pojęcia „roku słonecznego” i „roku gwiazdowego (gwiazdowego)”. Różnica między nimi wynosi około 20 minut i wynika z tego, że nasza planeta porusza się po swojej orbicie szybciej, niż Słońce powraca do miejsca, które astronomowie określili jako punkt równonocy wiosennej. Znamy już prędkość obrotu Ziemi wokół Słońca, a pełny okres obrotu Ziemi wokół Słońca wynosi 1 rok.
Dni i lata na innych planetach
Dziewięć planet Układu Słonecznego ma swoje własne „koncepcje” dotyczące prędkości, czym jest dzień i rok astronomiczny.
Na przykład planeta Wenus obraca się wokół siebie w ciągu 243 ziemskich dni. Wyobrażasz sobie, ile możesz tam zrobić w ciągu jednego dnia? A jak długo trwa noc?
Ale na Jowiszu jest odwrotnie. Ta planeta obraca się wokół własnej osi z gigantyczną prędkością i udaje jej się obrócić o 360 stopni w 9,92 godziny.
Prędkość orbitalna Ziemi wokół Słońca wynosi rok (365 dni), podczas gdy Merkury to tylko 58,6 ziemskich dni. Na Marsie, najbliższej Ziemi planecie, dzień trwa prawie tak długo, jak na Ziemi – 24 i pół godziny, ale rok jest prawie dwukrotnie dłuższy – 687 dni.
Rewolucja Ziemi wokół Słońca trwa 365 dni. Teraz pomnóżmy tę liczbę przez 247,7 i uzyskajmy rok na planecie Pluton. Minęło dla nas tysiąclecie, ale na najdalszej planecie Układu Słonecznego minęły zaledwie cztery lata.
To paradoksalne wartości i liczby, które przerażają swoją skalą.
Tajemnicza elipsa
Aby zrozumieć, dlaczego na planecie Ziemia okresowo zmieniają się pory roku, dlaczego tutaj, w środkowej strefie, latem jest gorąco, a zimą zimno, ważne jest nie tylko udzielenie odpowiedzi na pytanie, jak szybko Ziemia obraca się wokół Słońca i po jakiej torze . Konieczne jest również zrozumienie, w jaki sposób to robi.
I robi to nie w okręgu, ale w elipsie. Jeśli narysujemy Słońce, zobaczymy, że jest ono najbliżej źródła światła w styczniu, a najdalej w lipcu. Najbliższy punkt orbity Ziemi nazywa się peryhelium, a najdalszy punkt nazywa się aphelium.
Ponieważ oś Ziemi nie znajduje się w położeniu ściśle pionowym, lecz jest nachylona o około 23,4 stopnia, a w stosunku do orbity elipsoidalnej kąt nachylenia wzrasta do 66,3 stopnia, okazuje się, że w różnych położeniach Ziemia wystawia Ziemię na działanie światła różnymi stronami. Słońce.
Ze względu na nachylenie orbity Ziemia zwraca się w stronę gwiazdy o różnych półkulach, stąd zmiana pogody. Kiedy na półkuli północnej szaleje zima, na półkuli południowej rozkwita gorące lato. Minie sześć miesięcy - a sytuacja zmieni się dokładnie odwrotnie.
Obróć się, ziemski luminarzu!
Czy Słońce kręci się wokół czegoś? Oczywiście! W kosmosie nie ma absolutnie nieruchomych obiektów. Wszystkie planety, wszystkie ich satelity, wszystkie komety i asteroidy wirują jak w zegarku. Oczywiście różne ciała niebieskie mają różne prędkości obrotowe i kąty pochylenia osi, ale nadal są w ruchu. A Słońce, które jest gwiazdą, nie jest wyjątkiem.
Układ Słoneczny nie jest samodzielną, zamkniętą przestrzenią. Jest częścią ogromnej Drogi Mlecznej. Ta z kolei obejmuje nie mniej niż kolejne 200 miliardów gwiazd. Słońce porusza się po okręgu względem centrum tej galaktyki. Naukowcy obliczyli także prędkość obrotu Słońca wokół osi i Drogi Mlecznej, korzystając z długoterminowych obserwacji i wzorów matematycznych.
Dzisiaj takie dane są dostępne. Pełny cykl ruchu kołowego wokół Drogi Mlecznej Słońce wykonuje w ciągu 226 milionów lat. W nauce astronomicznej liczba ta nazywana jest „rokiem galaktycznym”. Co więcej, jeśli wyobrazimy sobie powierzchnię galaktyki jako płaską, wówczas nasza gwiazda wykonuje lekkie oscylacje w górę i w dół, pojawiając się na przemian na północnej i południowej półkuli Drogi Mlecznej. Częstotliwość takich wahań wynosi 30-35 milionów lat.
Naukowcy uważają, że w czasie istnienia Galaktyki Słońcu udało się wykonać 30 pełnych obrotów wokół Drogi Mlecznej. Zatem Słońce przeżyło do tej pory zaledwie 30 lat galaktycznych. W każdym razie tak twierdzą naukowcy.
Większość naukowców uważa, że życie na Ziemi rozpoczęło się 252 miliony lat temu. Można zatem argumentować, że pierwsze żywe organizmy na Ziemi pojawiły się, gdy Słońce dokonało swojego 29. obrotu wokół Drogi Mlecznej, czyli w 29. roku swojego galaktycznego życia.
Ciało i gazy poruszają się z różnymi prędkościami
Dowiedzieliśmy się wielu ciekawych faktów. Znamy już tempo obrotu Ziemi wokół Słońca, dowiedzieliśmy się, jaki jest rok astronomiczny i galaktyczny, z jaką prędkością poruszają się Ziemia i Słońce po swoich orbitach, a teraz ustalimy, z jaką prędkością obraca się Słońce wokół swojej osi.
Fakt, że Słońce się obraca, zauważyli starożytni badacze. Podobne plamy okresowo pojawiały się i znikały na nim, co prowadziło do wniosku, że obracał się on wokół własnej osi. Ale z jaką prędkością? Naukowcy, dysponujący najnowocześniejszymi metodami badawczymi, spierali się o to bardzo długo.
W końcu nasza gwiazda ma bardzo złożony skład. Jego ciało jest ciałem stałym i płynnym. Wewnątrz znajduje się stały rdzeń, wokół którego znajduje się gorący płaszcz cieczy. Nad nim znajduje się twarda skorupa. Ponadto powierzchnia Słońca jest spowita gorącym gazem, który stale się pali. Jest to ciężki gaz składający się głównie z wodoru.
Zatem samo ciało Słońca obraca się powoli, ale płonący gaz obraca się szybko.
25 dni i 22 lata
Zewnętrzna powłoka Słońca wykonuje pełny obrót wokół własnej osi w ciągu 27 i pół dnia. Astronomowie byli w stanie to ustalić obserwując plamy słoneczne. Ale to jest średnia. Na przykład plamy słoneczne na równiku obracają się szybciej i obracają się wokół własnej osi w ciągu 25 dni. Na biegunach plamy przemieszczają się z prędkością od 31 do 36 dni.
Ciało samej gwiazdy obraca się wokół własnej osi w ciągu 22,14 lat. Ogólnie rzecz biorąc, w ciągu stu lat ziemskiego życia Słońce obróci się wokół swojej osi tylko cztery i pół razy.
Dlaczego naukowcy tak dokładnie badają prędkość obrotową naszej gwiazdy?
Ponieważ dostarcza odpowiedzi na wiele pytań ewolucyjnych. W końcu gwiazda Słońca jest źródłem życia dla całego życia na Ziemi. To właśnie dzięki rozbłyskom słonecznym, jak sądzi wielu badaczy, życie pojawiło się na Ziemi (252 miliony lat temu). I właśnie z powodu zachowania Słońca w starożytności wyginęły dinozaury i inne gady.
Świeć nam jasno, słońce!
Ludzie nieustannie zastanawiają się, czy Słońce wyczerpie swoją energię i zgaśnie? Oczywiście, że zgaśnie - na świecie nie ma nic wiecznego. A dla tak masywnych gwiazd jest czas narodzin, aktywności i rozpadu. Ale na razie Słońce jest w środku cyklu ewolucyjnego i ma wystarczająco dużo energii. Nawiasem mówiąc, na samym początku gwiazda ta była mniej jasna. Astronomowie ustalili, że na najwcześniejszych etapach rozwoju jasność Słońca była o 70 procent niższa niż obecnie.
Miejsce, w którym zachodzi słońce
Wschód i zachód słońca to naprawdę majestatyczny obraz. W całym swoim pięknie rozwija się w otwartej przestrzeni - poza miastem, w terenie, a zwłaszcza na morzu. Ta część horyzontu, gdzie wschodzi i zachodzi słońce, jest pomalowana na szkarłatne kolory...
Ta niesamowita planeta otrzymała swoją nazwę na cześć boga czczonego przez Rzymian, który patronował handlowi. Bóg Merkury był szybko poruszający się. Nazwa planety nie została wybrana przypadkowo, ponieważ porusza się ona szybciej niż inne planety na niebie.Merkury jest…
Ziemia, podobnie jak inne planety, porusza się wokół Słońca. Ta droga Ziemi nazywa się orbitą (łac. Orbita - tor, droga). Dowodem ruchu orbitalnego Ziemi są zjawiska aberracji światła gwiazd i ich przemieszczeń paralaktycznych, które charakteryzują się okresowym charakterem. Okresowość wynosi jeden rok, co odpowiada czasowi, w którym Ziemia krąży wokół Słońca.
Ruch Ziemi po orbicie znajduje odzwierciedlenie w ruchu Słońca wzdłuż ekliptyki. Ekliptyka to duży okrąg sfery niebieskiej powstały w wyniku przecięcia jej przez płaszczyznę orbity. Płaszczyzna ekliptyki nachylona jest do płaszczyzny równika niebieskiego i przecina się z nią pod kątem 23°27”. Miejsca ich przecięcia nazywane są punktami równonocy wiosennej i jesiennej. W tych punktach Słońce pojawia się dwukrotnie rok - 21 marca i 23 września podczas przemieszczania się z półkuli południowej na północną i odwrotnie.
Orbita Ziemi- elipsa zbliżona do koła, w jednym z ognisk, w którym znajduje się Słońce. Odległość Ziemi od Słońca zmienia się w ciągu roku od 147 milionów km w peryhelium (2 stycznia) do 152 milionów km w aphelium (5 lipca). Długość orbity wynosi ponad 930 milionów km. Ziemia (dokładniej środek ciężkości) porusza się po orbicie z zachodu na wschód, zgodnie z kierunkiem jej obrotu osiowego, ze średnią prędkością około 29,8 km/s i całą drogę pokonuje w ciągu 365 dni. 6 godzin 9 minut 9 s. Ten okres nazywa się rokiem gwiazdowym.
Rok tropikalny– okres pomiędzy dwoma kolejnymi przejściami Słońca przez równonoc wiosenną. Jest o 20 minut krótszy od roku gwiazdowego i wynosi 365 dni. 5 godzin 48 minut 46 s, gdyż punkt równonocy wiosennej powoli przesuwa się w kierunku ruchu orbitalnego Ziemi (w stronę pozornego rocznego ruchu Słońca) pod kątem 50″ rocznie, a równonoc następuje wcześniej niż Słońce przechodzi 360° wzdłuż ekliptyki.Zjawisko to nazwano antycypacją równonocy i jest spowodowane precesją. Precesja– powolny, stożkowy obrót osi Ziemi wokół prostopadłej do płaszczyzny orbity, której wierzchołek znajduje się w środku Ziemi. Okres jego pełnego obrotu wynosi około 26 tysięcy lat. Precesja jest spowodowana przyciąganiem Słońca i Księżyca do wybrzuszenia równikowego Ziemi i ich chęcią obrócenia osi Ziemi do pozycji prostopadłej do płaszczyzny orbity w celu zrównania płaszczyzn równika niebieskiego i ekliptyki. Jednak Ziemia, jak każde wirujące ciało, przeciwdziała tym siłom, co powoduje stożkowy obrót swojej osi wokół biegunów (jak oś obracającego się wierzchołka). W wyniku zmian położenia osi Ziemi i osi świata zmienia się położenie w przestrzeni równika ziemskiego i niebieskiego, a co za tym idzie, punktów równonocy wiosennej i jesiennej.
Dzięki przewidywaniu równonocy początek wszystkich pór roku stopniowo przesuwa się na daty wcześniejsze. Za 13 tysięcy lat daty równonocy wiosennej i jesiennej zamienią się miejscami, lato na półkuli północnej przypadnie na grudzień, styczeń i luty, a zima na czerwiec, lipiec i sierpień.
Konsekwencją precesji jest także przemieszczanie się biegunów świata pomiędzy gwiazdami. Jeśli teraz najbliższą gwiazdą Bieguna Północnego (P) jest Gwiazda Polarna w konstelacji Małej Niedźwiedzicy, to za 13 tysięcy lat na jej miejscu pojawi się gwiazda polarna Wega w konstelacji Liry i stanie się gwiazdą polarną.
W czasach nowożytnych oś obrotu Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity pod kątem 66,5° i porusza się przez cały rok w przestrzeni równoległej do siebie. Prowadzi to do zmiany pór roku i nierówności dnia i nocy – najważniejszych konsekwencji orbity Ziemi wokół Słońca.
Gdyby oś Ziemi była prostopadła do płaszczyzny orbity, wówczas płaszczyzna oddzielająca światło i Terminatora(linia podziału światła na powierzchni Ziemi) przechodziłaby przez oba bieguny i dzieliłaby wszystkie równoleżniki na pół, dzień zawsze byłby równy nocy, a promienie słoneczne zawsze w południe padałyby pionowo na równik. W miarę oddalania się od równika ich kąt padania będzie się zmniejszał i na biegunach osiągnie wartość zerową. W tych warunkach nagrzewanie powierzchni ziemi w ciągu roku zmniejszyłoby się od równika do biegunów i nie byłoby zmiany pór roku.
Nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny orbity i zachowanie jej orientacji w przestrzeni determinują różne kąty padania promieni słonecznych, a co za tym idzie, różnice w przepływie ciepła do powierzchni ziemi w różnych porach roku, a także nierówna długość dnia i nocy w ciągu roku na wszystkich szerokościach geograficznych z wyjątkiem równika, gdzie dzień i noc trwają zawsze po 12 godzin.
22 czerwca Północny koniec osi Ziemi jest zwrócony w stronę Słońca. Tego dnia - dzień przesilenia letniego– promienie słoneczne w południe padają pionowo na równoleżnik 23,5° N. w. - to zwrotnik północny (tropiki greckie - krąg zawracania). Wszystkie równoleżniki znajdują się na północ od równika do 66,5° N. w. Większość dnia jest oświetlona - na tych szerokościach geograficznych dzień jest dłuższy niż noc. Na północ od 66,5° N. w. w dniu przesilenia letniego terytorium jest całkowicie oświetlone przez Słońce - jest tam dzień polarny. Równolegle 66,5° N. w. Granica, od której zaczyna się dzień polarny, to koło podbiegunowe. Tego samego dnia na wszystkich równoleżnikach na południe od równika do 66,5° S. w. dzień jest krótszy od nocy. Na południe od 66,5° S. w. Terytorium w ogóle nie jest oświetlone - panuje tam noc polarna. Równoległy 66,5° S. w. – Południowe koło podbiegunowe. 22 czerwca przypada początek astronomicznego lata na półkuli północnej i astronomicznej zimy na półkuli południowej.
22 grudnia Południowy kraniec osi Ziemi jest zwrócony w stronę Słońca. Tego dnia - przesilenie zimowe– promienie słoneczne w południe padają pionowo na równoleżnik 23,5° S. w. - Południowy zwrotnik. Na wszystkich równoleżnikach na południe od równika do 66,5° S. w. dzień jest dłuższy od nocy. Zaczynając od koła podbiegunowego, rozpoczyna się dzień polarny. Tego dnia na wszystkich równoleżnikach na północ od równika do 66,5° N. w. dzień jest krótszy od nocy. Za kołem podbiegunowym trwa noc polarna. 22 grudnia przypada początek astronomicznego lata na półkuli południowej i astronomicznej zimy na półkuli północnej.
21 marca- V dzień równonocy wiosennej- I 23 września- V równonoc jesienna– terminator przechodzi przez oba bieguny Ziemi i dzieli wszystkie równoleżniki na pół. W te dni półkula północna i południowa są jednakowo oświetlone, a dzień na całej Ziemi jest równy nocy. W południe słońce znajduje się w zenicie nad równikiem. Na Ziemi 21 marca i 23 września to początek astronomicznej wiosny i astronomicznej jesieni na odpowiednich półkulach.
Rytm pór roku w przyrodzie związany jest ze zmianą pór roku. Przejawia się w zmianach temperatury, wilgotności powietrza i innych wskaźników meteorologicznych, w reżimie zbiorników wodnych, w życiu roślin, zwierząt itp.
Literatura.
- Lyubushkina S.G. Geografia ogólna: podręcznik. podręcznik dla studentów uczelni wyższych studiujących kierunki. „Geografia” / S.G. Lyubushkina, K.V. Paszkang, A.V. Czernow; wyd. AV Czernowa. - M.: Edukacja, 2004. - 288 s.
