Что является следствием вращения земли вокруг своей оси вокруг солнца

Географические следствия вращения Земли вокруг своей оси

Вращение планеты является первопричиной множества явлений, наблюдающихся на Земле.

Само понятие географических направлений (например, запада или севера) связано с наличием у Земли оси вращения. Две точки, в которых ось вращения пересекает поверхность планеты, как раз и являются ее Северным и Южным полюсом. Без вращения планеты никаких полюсов у нее не будет.

Движение Солнца по небосводу, а также смена дня и ночи также являются следствием вращения планеты. Без него мы бы не смогли наблюдать закатов и рассветов, также как ориентироваться по Солнцу или использовать солнечные часы. Одно полушарие Земли было бы всегда освещено, а другое находилось в вечной темноте. Это привело бы к резкому перегреву одной стороны планеты и замерзанию другой. Жизнь на Земле стала бы невозможной.

Известно, что радиус Земли и полюсов меньше, чем у экватора. Это явление называют полярным сжатием, и объясняется оно именно вращением планеты. Центробежные силы, действующие на экватор, растягивают Землю в экваториальной плоскости, скорость же вращения полярных областей ниже, поэтому там это растяжение существенно меньше.

Из-за центробежных сил, порождаемых вращением планеты, ускорение свободного падения тел на экваторе оказывается чуть меньше, чем на полюсах. То есть тела там весят меньше. Этот эффект даже используется при запуске космических кораблей в космос – космодромы, построенные на низких широтах, оказываются экономически более выгодными.

Существует особая сила – сила Кориолиса, возникновение которой связано с вращением планеты. Из-за нее любые тела, совершающие движение в Северном полушарии, испытывают действие силы, которая отклоняет их вправо. Южнее экватора сила Кориолиса отклоняет тела уже влево. Сила Кориолиса сильнее всего проявляет себя в полярных областях, а на экваторе она равна нулю. Поэтому правые берега рек, текущих в Северном полушарии, испытывают большее давление со стороны воды в реке, и потому они более крутые. Южнее экватора более крутыми оказываются уже левые берега. Это явление известно как закон Бэра.

Сила Кориолиса влияет не только на реки, но также на океанские течения, воздушные потоки. Благодаря ней они закручиваются преимущественно в одном направлении.

Смена дня и ночи (а значит, и вращение планеты) влияют и на биологические процессы. Люди бодрствуют днем и спят ночью, также и действия животных связаны со временем дня. Другой пример – движение головки подсолнухов вслед за Солнцем.

Список использованных источников

Источник

Вращение Земли вокруг Солнца — период и скорость обращения, географические следствия

Вращение Земли вокруг оси

Важно! Скорость движения с каждым годом уменьшается на 3 миллисекунды. Специалисты связывают этот факт с притяжением Луны. Влияя на приливы и отливы, спутник как бы тянет к себе воду в противоположную от движения Земли сторону. Создается эффект трения на дне океанов, и планета незначительно замедляет ход.

Вращение планеты вокруг Солнца

Важно! Астрономы называют дальнюю от Солнца точку орбиты Афелий, и планета проходит ее в конце июня. Ближнюю — Перигелий, и мы проходим ее вместе с планетой в конце декабря.

Важно! При более внимательном изучении движения Земли по орбите астрономы учитывают дополнительные не менее важные факторы: притяжение всех небесных тел Солнечной системы, влияние других звезд и характер вращения Луны.

Чередование времен года

Важно! Два раза в году на обоих Полушариях планеты устанавливается относительно одинаковое сезонное состояние. Земля в это время повернута к Солнцу таким образом, что оно равномерно освещает ее поверхность. Это происходит осенью и весной в дни равноденствия.

Високосный год

Важно! На вращение Земли оказывает влияние ее спутник — Луна. Под ее гравитационным полем вращение планеты постепенно замедляется, что с каждым веком увеличивает длину суток на 0,001 с.

Дистанция между нашей планетой и Солнцем

Во время движения Земли вокруг Солнца между ними возникает центробежная сила. Она имеет противоречивый характер и отталкивает планету от звезды. Однако планета вращается, не меняя скорости, которая перпендикулярна скорости падения, что отклоняет ее орбиту от направления к Солнцу. Эта особенность движения космических тел препятствует падению на Солнце и отдалению в сторону прочь от Солнечной системы. Таким образом, Земля движется по четкой траектории своей орбиты. Еще в 16 веке великий Николай Коперник определил, что Земля — не центр Вселенной, а всего лишь вращается вокруг Солнца. Сейчас исследователи значительно продвинулись в знаниях и расчетах, однако повлиять на траекторию вращения и характер самого светила не в состоянии. Наша планета всегда была частью Солнечной системы, и от того, на каком расстоянии мы находимся от ее центра и как мы движемся относительно звезды, зависит жизнь на планете. Чтобы лучше усвоить тему, смотрите также познавательное видео.

Источник

Суточное вращение Земли и его следствия. Урок 9

Почему Солнце встаёт на востоке, а садится на западе? В древности египтяне думали, что бог Солнца Ра пересекает небосвод на своей колеснице с востока на запад и причина такого передвижения светила именно в этом. Но теперь мы знаем, что на самом деле этот эффект даёт осевое, или суточное вращение Земли с запада на восток.

Идею вращения Земли вокруг своей оси впервые предложили либо учёные пифагорейской школы примерно в V в. до н. э., либо философ Гераклид Понтийский (IV век до н. э.). Вопрос о вращении Земли долгое время был спорным, да и сейчас многие моменты в этой области не имеют точных ответов:
• действительно ли внутреннее твёрдое ядро планеты вращается намного быстрее мантии и всей Земли в целом;
• правда ли, что раньше Земля двигалась намного быстрее: так, что её сутки были равны всего 15 часам;
• с одинаковой ли скоростью на протяжении совместного существования двух планет Луна удаляется от Земли и замедляет её движение и т. д.

Движение Солнца и внутренних планет по Гераклиду Понтийскому: традиционная интерпретация (вверху) и интерпретация ван дер Вардена (внизу).
Автор: Dmitri Klimushkin

Доводы в пользу неподвижности нашей планеты приводил Аристотель; его слова были настолько значимыми, что им верили долгие столетия. В статичности планеты был уверен и Птолемей, обобщивший и упорядочивший представления о том, что Земля – центр Вселенной.

Громче заговорили о том, что суточное вращение Земли существует со времени Николая Коперника, предложившего гелиоцентрическую систему мира, в которой Земля не была неподвижной, как в геоцентрической системе Птолемея. Согласно системе Коперника:

• Земля шарообразна;
• она движется вокруг неподвижного Солнца, проходя свой путь приблизительно за земной год;
• наша планета в течение суток обращается вокруг воображаемой оси. Точки, где окончания этой оси пересекают поверхность Земли, называются полюсами – Северным и Южным;
• Земля сохраняет свой наклон постоянным, северный конец оси всегда направлен к Полярной звезде, а южный – к созвездию Октанта;
• Земля имеет слишком маленький по отношению к расстоянию до Солнца размер. А расстояние радиуса орбиты мало по сравнению с расстоянием до других звёзд.

Небесные сферы в рукописи Коперника

Однако неоспоримой истиной суточное вращение Земли стало только в XIX в., после проведения опыта с качающимся маятником Жаном Фуко (1851 г).

Какие типы вращения Земли существуют?

Земля отнюдь не неподвижна. Она медленно трансформирует свою форму, извергается вулканами и гейзерами, меняет местами пазлы материков. В Космических масштабах она совершает 4 типа движения и достигает при этом немыслимой (с точки зрения человека) скорости:

• как часть Солнечной системы Земля вращается вокруг центра своей галактики Млечный путь. Вместе с Солнцем и другими 7 планетами она совершает один такой оборот за 280 млн. лет. Этот промежуток времени называют галактическим годом. Возможно, именно положение планеты по отношению к центру Галактики влияет на земные оледенения, но зависимость происходящих на Земле процессов от этого типа движения только изучаются;
• с космической скоростью в 30 км/с наша планета мчится вокруг Солнца по эллиптической орбите. Если вдруг Солнце «отпустит» Землю и не будет её притягивать, она по инерции улетит от него в Космос с той же скоростью. Путь по орбите она совершает за 364,24 суток, этот период времени называется звёздным годом.
• двойная планета – Земля-Луна вращается вокруг общего центра масс. Один круг они проходят за 27 суток и 8 часов.
• Земля вращается вокруг воображаемой собственной оси, совершая полный оборот за 23 часа 56 мин. и 4,1 сек. – это звёздные сутки,это и есть суточное вращение Земли.

Схема орбитального вращения Земли
Автор: Nemets79

Суточное вращение Земли

Если смотреть на нашу планету с северного полюса эклиптики или с Полярной звезды, то она оборачивается против часовой стрелки с запада на восток, в том же направлении, что и вокруг Солнца. Мы помним, что Земля – почти шар, а это 360° (длина окружности) и что она совершает суточный оборот примерно за 24 часа. Если мы разделим 360 на 24, то получим 15° – это и есть угловая скорость Земли за 1 час и соответственно расстояние между соседними меридианами.

Но скорость, с который движется точка земной поверхности в единицу времени, не везде одинакова, она зависит от широты местности. На экваторе объекты Земли вращаются со скоростью 455 м/с, на широте в 65° скорость снижается до 195 м/с, а полюса и вовсе неподвижны. Получается, что скорость на одной параллели одинакова, а на одном меридиане нет, она уменьшается от экватора к полюсам. Выходит, что экватор движется быстрее всей остальной поверхности Земли, а полюса стоят на месте.

Суточное вращение Земли

Физические доказательства суточного вращения Земли

Главное неоспоримое математическое доказательство того, что суточное вращение Земли есть – это маятник Фуко. По закону физики тело сохраняет постоянной плоскость качания относительно Мирового пространства. Когда под маятник был помещён круг с делениями, обнаружилось, что положение пластин по отношению к Земле меняется, а маятник сохраняет плоскость качания, значит, вращается Земля.

Если тот же опыт провести на полюсе, то положение маятника по отношению к пластинам останется неизменным, однако наблюдающему за ним человеку будет казаться, что маятник смещает своё вращение. Почему? Потому что наблюдатель стоит не на полюсе, а рядом с ним, и движется вместе с остальной частью планеты.

Маятник Фуко в Парижском музее
Автор: Cdang

На экваторе смещение маятника незаметно. Чем выше широты, тем оно выраженнее, так как скорость вращения Земли к полюсам замедляется. На экваторе угловая скорость равна 15°/ч, в Санкт-Петербурге 13°/ч, в Москве 12,5°/ч, на точке географического полюса 0°/ч. В настоящее время математический маятник Фуко заменён физическим.

Второе доказательство того, что осевое вращение Земли существует – это отклонение к востоку всех падающих на Землю объектов. Причём чем дальше расположена от оси Земли точка, тем больше линейная скорость, с которой она перемещается с запада на восток. Поэтому тело, сброшенное с высокой башни, отклоняется на восток сильнее, чем с более низкого строения, ведь оно сохраняет свою первоначальную линейную скорость.

Доказательством вращения Земли и его следствием является и форма самой планеты с присущим ей сжатием у полюсов. Оно возникает из-за взаимодействия сразу двух сил: центробежной и земного притяжения, равнодействующая которых направлена к экватору, поэтому в области экватора Земля выпукла, а у полюсов сжата.

Благодаря наличию двух неподвижных точек на Земле – полюсов, есть возможность строить градусную сеть на карте и глобусе.

Следствия осевого вращения Земли

Вследствие суточного вращения Земли появляются важные географические явления:

• сила Кориолиса;
• чёткие временные промежутки;
• суточный ритм в природе Земли.

Суточное вращение Земли и сила Кориолиса

Все горизонтально перемещающиеся тела в географической оболочке Земли отклоняются относительно направления их движения. Но это отклонение относительно, потому что мы наблюдаем за ним с движущейся планеты. Ведь по закону инерции любое движущееся тело стремится сохранить скорость и направление движения относительно Мирового пространства.

Отклоняющее действие вращения Земли называют силой Кориолиса. Она впервые была рассчитана в XIX веке французским учёным в области механики Г. Кориолисом, поэтому и получила такое название.

Сила Кориолиса перпендикулярна движению Земли, она отклоняет все движущиеся объекты в Южном полушарии влево, а в Северном полушарии вправо. Величина её зависит от широты, от массы самого объекта и от его скорости. На экваторе сила Кориолиса всегда равна нулю, и вес предметов уменьшается, а с приближением к полюсам сила Кориолиса и масса предметов возрастают.

Интересно

Если килограммовую гирю перенести с полюса на экватор и здесь вновь взвесить на пружинных весах, то обнаружится нехватка веса в 5 г. Разница, конечно, невелика, но чем тяжелее вещь, тем эта нехватка крупнее. Паровоз, приехавший из Архангельска в Одессу, становится легче на 60 кг. А линейный корабль в 20 тысяч тонн, прибывший из Белого моря в Чёрное, теряет здесь в весе 80 тонн.

Сила Кориолиса влияет на:

• образование атмосферных вихрей;
• отклонение морских течений;
• степень разрушения водой берегов рек, в Северном полушарии сильнее размываются правые берега, а в Южном – левые (закон Бэра);
• отклонение ветров умеренных широт обоих полушарий к западу, а тропических – к востоку (пассаты).

Циклон над юго-восточным побережьем Исландии
Автор: Спутник НАСА Aqua/MODIS

Течения не повторяют точное направление господствующих ветров. Под действием силы Кориолиса они смещаются от направления преобладающих ветров под углом 30-35° вправо или влево, в зависимости от полушария. На это явление впервые обратил внимание известный норвежский исследователь Ф. Нансен во время дрейфа во льдах Арктики.

Доказать отклоняющую силу вращающейся Земли можно и на простом опыте с воронкой в ведре, раковине или ванной. Вливаемая плотной струёй вода будет закручиваться в Северном полушарии против часовой стрелки, в Южном – по часовой.

Направление господствующих ветров, отклоняющая сила Кориолиса
Автор: Kaidor

Суточное вращение Земли удобно для отсчёта времени

Время вращения Земли вокруг своей оси периодично и очень удобно для естественного отсчёта времени. Учёные выделяют звёздные и истинные солнечные сутки. Для удобства в практических целях используют среднюю продолжительность солнечных суток – 24 часа.

Сутки одновременно наступают на всём меридиане, на каждом меридиане среднее солнечное время отличается от соседнего на 1 час, время на меридиане называют местным. До XIX века все люди жили, не задумываясь о разнице во времени. Но потом появились поезда и железные дороги. Человек смог быстро перемещаться по Земле из одной точки в другую. Составить расписание поездов при разном отсчёте времени не получалось. Поэтому пришлось договориться об общей системе отсчёта времени.

Поясной отсчёт времени был принят в 1884 году. Всю поверхность планеты поделили на 24 пояса по 15° в каждом. Границы поясов провели по-разному – в океанах по меридианам, а на суше – с учётом территорий государств и их частей. Если бы пояса ограничили точно по меридианам и на суше, то Якутия оказалась бы сразу в нескольких часовых областях, что очень неудобно для многих отраслей деятельности жителей республики.

Всемирным временем стали считать время Гринвичского меридиана, там сутки начинаются, там I часовой пояс. Поясное время каждого следующего к востоку пояса на 1 час больше, каждого следующего к западу – на 1 час меньше.

Часовые пояса мира

Но где же они заканчиваются? Для разделения суток подошёл меридиан 180°, ведь он является продолжением окружности Гринвичского меридиана и расположен прямо напротив него. Линия перемены дат не всегда проходит точно по этому меридиану, например, она отклоняется к востоку в районе Чукотки, чтобы «захватить» Берингов пролив.

Когда пересекают линию перемены дат с востока на запад, то сутки отнимают (так потеряли сутки спутники Ф. Магеллана), а при возвращении обратно сутки прибавляют, но часовые стрелки при этом не переводят, время с обеих сторон от линии остаётся одинаковым.

Черная линия — линия перемены даты, красные — границы часовых поясов
Автор: Jailbird

В России долгое время отсчёт времени был свой, только 1 июня 1919 года поясное время было введено в СССР. Территория России расположена в 11 часовых поясах – с II по XII, но 11 и 12 пояса объединены, поэтому на практике их 10. На Чукотке и Камчатке время отличается от московского на 9 часов.

Когда дети Чукотки ложатся спать, их московские одногодки ещё сидят на занятиях в школе. Новый год на Чукотке наступает раньше.

Продолжительность дня на разных широт ых 22 июня

В 1930 году в СССР был произведён перевод часов на час вперёд согласно постановлению – декрету, для более экономного использования электричества. Это время стали называть декретным, оно так и не было отменено. Поясное время в СССР стало больше всемирного на 1 час. Декретное время II часового пояса назвали московским.

Во многих странах ради экономии электроэнергии к лету переводят стрелки часов на час вперёд – на летнее время, а к зиме стрелки возвращают назад. Долгое время так было и в России, до 2011 года. В этом году был отменён переход на зимнее время в России. Теперь поясное время в стране стало больше мирового на 2 часа.

Карта мира, показывающая использование перехода на летнее время (DST) сейчас и в прошлом.
Синий — DST используется.
Оранжевый — DST больше не используется.
Красный — DST никогда не использовалось.

Осенью 2014 года по просьбе граждан в РФ вернули стрелки на зимнее время – на час назад, и сегодня большая часть регионов живёт по такой хронометрии. Но не все, некоторые из них снова перевели часы на час вперёд. Летнее время постоянно в:

• Саратовской;
• Новосибирской;
• Томской;
• Магаданской;
• Ульяновской;
• Астраханской;
• Волгоградской;
• Сахалинской областях;
• Забайкальском крае;
• Алтайском крае;
• Республике Алтай.

Часовые пояса России

Практика по работе с картой часовых поясов России

Для того, чтобы рассчитать разницу во времени между точками, расположенными в разных часовых поясах, нужно найти разность между номерами часовых поясов, в которых они находятся. Чтобы узнать, сколько времени в Магадане, когда в Москве 9 часов, нужно:

1. Определить в каких часовых поясах расположены эти города. Москва – во 2, Магадан – в 10.
2. Найти разницу между этими данными: 10-2=8.
3. Поскольку Магадан расположен восточнее Москвы, то данные нужно прибавлять. 9+8=17. В Магадане 17 часов.

На основе содержания карты часовых зон России определите, который час в Иркутске, если в Москве 12 часов.

По карте находим часовой пояс Иркутска, он расположен в VI часовой зоне и видим там надпись +5. Значит по отношению к московскому времени в Иркутске больше на 5 часов. 12+5=17.

Как необходимо перевести стрелки часов, если вы перелетаете на самолёте из Владивостока в Москву?

Стрелки нужно переводить назад на 7 часов, так как мы будем двигаться с востока на запад, а Владивосток расположен в VIII часовой зоне, где время от московского отличается на 7 часов.

Расположите регионы России в той последовательности, в которой их жители встречают Новый год.

А) Ростовская область

Б) Новосибирская область

В) Магаданская область

Так как Земля вращается с запада на восток, сутки начинаются раньше в восточных регионах. Значит чем восточнее пункт, тем скорее там наступит то или иное событие. По карте находим все 3 региона и смотрим, какой из них лежит восточнее. Магаданская область находится в XI часовом поясе, Новосибирская ­­– в V, Ростовская область – самый западный из всех указанных регионов, он расположен во II часовой зоне. Значит ответ: ВБА.

Определите, когда по московскому времени должен совершить посадку самолёт в Краснодаре (II часовой пояс), вылетевший из Хабаровска (VIII часовой пояс) в 8 часов по местному времени, если расчётное время полёта составляет 9 часов.

Разница во времени между Хабаровском и Краснодаром составляет 7 часов (опять смотрим по карте часовых поясов). Когда в Хабаровске 8 часов, в Краснодаре 1 час. К краснодарскому времени прибавляем 9 часов полёта и получаем 10 часов.

Когда жителю Аляски нужно вылететь на Чукотку, чтобы оказаться там утром 8 июня? Ответ поясните.

Так как Чукотка и Аляска расположены в соседних часовых поясах, то разница во времени у них равна 1 часу, значит вылететь надо утром. Но между этими географическими объектами лежит меридиан 180° – линия перемены дат. Пересекая её с востока на запад, что и нужно будет сделать согласно этому заданию, мы должны отнять одни сутки. Значит вылететь нужно утром 9 июня.

В каких случаях возможно следующее: расстояние между пунктами 5 км, а различие во времени составляет:

• целые сутки _________________
• 2 часа ______________________
• 1 час ______________________?

А) Между островами Крузенштерна и Ратманова расстояние равно 5 км. Между этими островами проходит линия перемены дат, а значит разница в целые сутки.

Б) В странах, которые находятся за полосой сухопутной границы, время может отличаться летом на 2 часа (декретное и летнее время). И (или) некоторые субъекты живут не по своему поясному времени, а по московскому.

В) На 1 час может отличаться время населенных пунктов, расположенных в соседних часовых поясах.

Суточный ритм в географической оболочке

Для землян смена ночи и дня привычна. Вся их жизнь подчинена этому ритму. На других планетах светлое и тёмное время суток бывают не такими удобными. На Венере год длится меньше двух суток этой планеты, а Юпитер поворачивается вокруг своей оси всего за 5 земных часов, ни устать днём, ни отдохнуть ночью нам бы там не удалось.

Некоторые цветы распускаются ночью

Как известно, Земля имеет форму эллипсоида, и ось её вращения постоянно наклонена к плоскости орбиты под углом в 66° 33′ 22». Из-за этого солнечные лучи освещают разные участки земной поверхности неодинаково, поэтому и продолжительность дня и ночи везде разная. Она зависит от географической широты и времени года. Об этом мы подробнее поговорим во время следующего урока.

Смена дня и ночи создаёт суточный ритм в природе. В зависимости от суток меняются температуры воздуха и подстилающей земной поверхности, меняют направление прибрежные ветры – дневной и ночной бризы, изменяются испарение воды, влажность, давление. Например, таяние горных ледников происходит днём, дневная фаза фотосинтеза зависит от наличия солнечных лучей, многие растения раскрывают лепестки днём. Одни животные ведут активный дневной образ жизни, другие ночной. Жизнь человека тоже зависит от времени суток.

Ночной зверёк лори фото

1. Ананьев Е.Г., Миронов С.С. Земля. Полная энциклопедия; ил. Н. Красновой, И. Парамыгина, О. Левченко. – М.: Эксмо, 2007
2. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. – М.: Высш. шк., 1990
3. Савцова Т.М. Общее землеведение. М.: Издательский дом «Академия», 2003.

Вам будет интересно

Вспомните! Как доказать, что Земля шарообразна? Как развивались знания о форме Земли в процессе её…

Почему бывает лето и зима? По какой причине они не на всей Земле сменяют друг…

С древних времён люди задавались вопросом: «Из чего состоит жизнь?». Философы Древней Греции и Индии…

Глобус пересекают регулярные линии, делящие всю его площадь на четырёхугольники — это градусная сеть. Её…

Подумайте! Когда нужно начинать ориентироваться – до похода или тогда, когда уже заблудился? Какие способы…

2 комментария

Вращение Земли происходит в том же направлении, что и движение планеты Земля вокруг Солнца — с запада на восток, то есть при наблюдении с Полярной звезды или северного полюса эклиптики .

Источник