Время и вращение Земли
Земля не стоит на месте, а находится в непрерывном движении.
Вращение Земли вокруг Солнца — определяющий процесс, от которого зависит наличие жизни на планете. От того, какой стороной планета повернута и какое место занимает в Солнечной системе, зависят погодные условия, стабильность атмосферы, биосферы и другие важные условия для жизни организмов.
Именно потому, что Земля вращается вокруг Солнца и в то же самое время вокруг своей собственной оси, абсолютно на всех участках данной планеты происходит периодическая смена дня и ночи, а также последовательная смена четырех времен года.
Происхождение вращения Земли
Самая распространенная теория объясняет это процессами, шедшими во времена образования планет. Облака космической пыли «сбивались в кучу», образуя зародыши планет, к ним притягивались другие более или менее крупные космические тела. Столкновения с этими телами и могли придать вращение будущим планетам. А дальше планеты продолжали вращаться по инерции.
Почему Земля не падает на Солнце?
Когда Земля вращается вокруг Солнца, вырабатывается центробежная сила, которая пытается постоянно отбросить нашу планету. Но у неё это не получится. А всё потому, что Земля всегда движется вокруг светила с одинаковой скоростью и находится от него на безопасном расстоянии, соотносимом с центробежной силой, с которой Землю и пытаются выбить с орбиты. Вот почему Земля не падает на Солнце и не улетает в космос, а продолжает двигаться по заданной траектории.
Вращение Земли вокруг своей оси
Планета делает обороты вокруг самой себя по направлению с запада на восток. Мы не ощущаем этого процесса потому, что все предметы движутся одновременно и параллельно друг другу вместе с космическим телом. Во время вращения Земли вокруг своей оси остаются неподвижными только две точки: Северный и Южный полюса. Если их соединить воображаемой линией, то получится ось, вокруг которой вращается Земля.
Земная ось не перпендикулярна, а находится под углом 23,5° к земной орбите.
Осевое вращение Земли вокруг Солнца
Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.
Сутки делятся на 24 часа (1440 минут, или 86 400 секунд) и условно делятся на четыре характерных интервала — утро, день, вечер и ночь.
Календарные сутки составляют недели, месяцы.
Вращение планеты имеет такие особенности и последствия:
- Если смотреть с Северного полюса, то планета вращается против часовой стрелки.
- Угол вращения составляет 15 градусов в час и в любой точке Земли одинаков.
- Линейная скорость оборотов по всей территории планеты неоднородна. На полюсах она равна нулю и по мере приближения к экватору увеличивается Наглядно это выглядит следующим образом. Город Кито находится вблизи линии экватора, значит, он и его жители незаметно для себя совершают вместе с Землёй поворот на скорости 465 м/с. А вот скорость вращения москвичей, проживающих гораздо севернее экватора, будет почти в два раза меньше: 260 м/с
- На экваторе скорость вращения составляет примерно 1668 км/ч.
Истинное и среднее солнечное время
Местное истинное солнечное время определяется положением Солнца. Вследствие того, что орбита, по которой Земля движется вокруг Солнца, не является окружностью, а ось Земли имеет наклон (из-за чего на Земле происходит смена времен года), истинное солнечное время неравномерно. Максимальная разница в продолжительности истинных солнечных суток в течение года составляет примерно 50 с , а отклонение времени начала суток от его среднего значения может достигать 16 мин.
Точно местное истинное солнечное время можно узнать, измерив специальным астрономическим инструментом часовой угол Солнца. Приблизительно солнечное время можно узнать по солнечным часам (низкая точность которых обусловлена размытостью тени).
Местное истинное солнечное время использовалось в жизни обычного человека примерно до XVIII века. К концу XVIII века широкое распространение получили механические часы, конструкция которых всё более совершенствовалась. Различные государства постепенно начали пользоваться средним солнечным временем, предпочитая его истинному. Так в Женеве оно было введено с 1780, в Лондоне — с 1792, в Берлине — с 1810, в Париже — с 1816 года .
В настоящее время местное истинное солнечное время используется в основном астрономами. В широком распространении оно потеряло актуальность в конце XIX — начале XX века в связи с введением системы часовых поясов и поясного времени.
Интересный факт. Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.
Вращение Земли вокруг Солнца
Наша планета пятая по величине и третья по удаленности от Солнца. Она сформировалась из элементов солнечной туманности около 4,55 млрд лет назад.Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Вращение Земли вокруг Солнца
Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с. Такой цикл Земля проходит бесконечно, и от точности соблюдения траектории зависит жизнь на планете.
Чередование времен года
Совершая оборот вокруг Солнца, Земля движется по направлению с запада на восток. Во время своего путешествия это небесное тело не меняет угол наклона, поэтому на определенном участке орбиты она полностью обращена какой-то одной стороной. Этот период на планете воспринимается живым миром как лето, а на необращенной к Солнцу стороне в это время года будет царить зима. Благодаря постоянному движению на планете происходит смена сезонов.
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
Земля делает один оборот вокруг собственной оси примерно за 23 часа 56 минут, а один оборот вокруг Солнца происходит за 365 дней и 6 часов. Эта разница периодов постепенно накапливается и один раз в 4 года у нас в календаре появляется лишний день (29 февраля), и такой год называется високосным.
Также на данный процесс оказывает определенное воздействие располагающаяся в непосредственной близости Луна, под действием гравитационного поля которой вращение Земли постепенно замедляется, а это свою очередь удлиняет сутки примерно на одну тысячную каждые 100 лет.
Что такое год?
Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано с вращением Земли вокруг Солнца (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:
- Тропический год: временной отрезок, за который Солнце возвращается в изначальное положение на небесной сфере (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли). Продолжительность – 365 дней 5 часов 48 минут 45.19 секунд (незначительно меняется каждый год).
- Сидерический: временной отрезок, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца и возвращается в начальную точку (отсчёт ведётся относительно звёзд, положение которых на небесной сфере изменяется очень медленно). Продолжительность — 365 дней 6 часов 9 минут 8,97 секунд.
- Аномалистический год: временной отрезок, за который наша планета возвращается в определённую точку собственной орбиты – перицентр. Продолжительность – 365 дней 6 часов 13 минут 52,6 секунд.
- Календарный год: временной отрезок, приближённо обозначающий полный сезонный цикл. Продолжительность 365 дней (в григорианском календаре).
Линия перемены дат
Земля вращается вокруг оси с запада на восток. При этом мореплаватели во главе с Магелланом придерживались противоположного направления. Они обогнули планету с востока на запад, увидев на один восход солнца меньше, чем за время путешествия встретили в Европе. Для того чтобы подобная досадная путаница не возникала каждый раз, когда кто-то решит обойти вокруг света, была проведена линия перемены дат.
Она практически полностью проходит по меридиану 180º и является границей, где время суток остается одинаковым, но изменяется календарная дата.
Например, если к западу от линии на календаре 18 мая, то к востоку — еще 17-е. При этом и там, и там часы показывают примерно одно и то же время.
В отличие от нулевого меридиана линия перемены дат практически не попадает на территорию суши. Благодаря этому в большинстве случаев при перемещении по планете не приходится вычитать или прибавлять один день. Как уже было сказано, основная часть линии совпадает с меридианом 180º. Она соединяет два полюса, попадая на сушу только в Антарктиде.
Правило
Смену дат необходимо проводить при пересечении линии. Если корабль движется с востока на запад, то его команде нужно увеличить календарное число на один. В случае перемещения в обратном направлении оно уменьшается. На отрезке, где временная граница отклоняется, огибая острова Океании, команда вправе менять дату, лишь преодолев меридиан 180º, если судно не будет заходить в один из портов, то есть не возникнет необходимость синхронизации с местным временем.
Получается, что при пересечении линии в определенном направлении можно дважды прожить один и тот же день. Некоторые романтики подгадывают такое путешествие под знаменательные даты: годовщину свадьбы, день рождения.
По своей сути, линия перемены дат лишь условная граница. В ее основе не лежат какие-то физические закономерности. Линия создана для удобства международного общения. Смена одной даты на другую при пересечении этой границы похожа на перевод часов при переходе на летнее или зимнее время. Эти действия помогают человеку соотнести свое движение или деятельность с космическими процессами, но напрямую из них не вытекают.
Видео
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
Что важно знать о нашей планете
Земля — третья от Солнца планета, крупнейшая по диаметру и массе среди четырех планет земной группы. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы.
И пусть Земля не получила имя какого-либо древнего божества, как остальные планеты Солнечной системы, зато она обладает одним важным качеством, отсутствующим у других планет: на ней развилась разумная жизнь. Земле повезло образоваться в нужном месте Солнечной системы: будь планета ближе к Солнцу, ее постигла бы участь раскаленной Венеры, дальше от Солнца — ледяного Марса.
Строение Земли
Верхний слой нашей планеты составляет земная кора, которая представляет собой твердую оболочку, состоящую из горных пород и различных металлов. Континентальная кора (находится под участками суши) достигает глубины 70 км, а океаническая кора уходит вглубь на 10 км. Под корой находится мантия, которая делится на два слоя: верхний (твердый) и нижний (расплавленный). В центре планеты расположено ядро, внутренняя часть которого состоит из твердых металлов, а внешняя — из расплавленного вязкого вещества.
Образование и формирование Земли
Земля стала образовываться приблизительно 4 млрд 500 млн лет назад. В ее основу легли движущиеся вокруг молодого светила и постоянно сталкивающиеся между собой твердые частицы, которые возникли из межзвездных пыли и газа. На раннем этапе формирования Земля представляла собой красно-черное шарообразное тело, наполненное газами и состоявшее из огромного количества расплавленных металлов и других веществ.
Внутренние процессы
Со временем поверхность планеты начала остывать и покрываться корой, а металлы опустились вниз к центру шарообразного тела. Спустя 30—35 млн лет после возникновения Земли сформировалось ее внутреннее ядро. Основу ядра составили самые тяжелые железно-никелевые сплавы. Еще через несколько десятков миллионов лет вокруг внутреннего ядра сформировалось внешнее, состоящее из более легких расплавленных веществ.
Откуда взялась вода?
Долгие годы юную Землю сотрясали мощные взрывы — это выходили наружу различные газы. Одним из таких газов был водяной пар. Когда поверхность планеты начала остывать, а ее температура понизилась до +100 °С, пар стал превращаться в жидкую воду.
Движение Земли
Все космические объекты постоянно находятся в движении. Наша Земля не исключение: она вращается вокруг своей оси с запада на восток, перемещается по орбите вокруг Солнца. Это движение подчинено строгим законам, представление о которых имели еще астрономы древности. Сейчас мы с уверенностью можем сказать, что смена дня и ночи, лета и зимы, а также некоторые другие процессы происходят именно в результате движения Земли.
Времена года
Наша планета совершает полный оборот вокруг Солнца за 365 дней и 6 ч. Поэтому в земном году 365 суток (и только в високосный год — 366). Все эти дни складываются в 12 месяцев. И каждые 3 месяца на Земле сменяются времена года. Это происходит потому, что во время движения вокруг Солнца наша планета наклоняется ближе к светилу сначала одним полушарием, затем другим. В том полушарии Земли, которое наклонено прямо к Солнцу, стоит лето, а в противоположном — зима.
Солнечные и звездные сутки
Земля делает один оборот вокруг своей оси за 23 ч 56 мин и 4 с. Однако этот период вращения вычислили относительно далеких неподвижных звезд. Поэтому такой временной отрезок и называется звездными сутками. В обычных сутках, которые принято называть солнечными, — 24 ч. Разница состоит в том, что Земля помимо вращения вокруг оси еще и движется по орбите вокруг Солнца. Относительно небесного светила наша планета как раз и оборачивается со средней скоростью 24 ч за виток.
Без чего невозможна жизнь?
Велика вероятность того, что мы, земляне, являемся единственными жителями нашей галактики, а может и Вселенной. На сегодняшний день ученые не обнаружили никаких признаков жизни на других планетах. Только на Земле есть три основных условия, благодаря которым и возможна жизнь. Во-первых, Землю окутывает защитная оболочка — атмосфера, нижние слои которой содержат воздух, позволяющий нам дышать. Во-вторых, на Земле есть жидкая вода, которая составляет основу человеческого организма. И в-третьих, нас вскармливает плодородная почва. Жизнь на Земле возможна только в биосфере — оболочке, которая состоит из нижней части атмосферы, гидросферы и верхней части литосферы.
Атмосфера
Наша планета окутана многокилометровым слоем газовой оболочки, которая называется атмосферой. Чем ближе атмосфера к поверхности Земли, тем ее слой плотнее, чем дальше, тем разреженнее. На расстоянии до 100 км от поверхности нашей планеты расположена воздушная оболочка, благодаря которой живые существа могут дышать. Она также защищает Землю от чрезмерной жары, жуткого космического холода и падающих метеороидов.
Именно в океане почти 4 млрд лет назад возникли первые живые организмы на Земле. Там они развивались еще долгие-долгие годы. Кроме того, вода составляет значительную часть каждого живого организма. Например, человек на две трети состоит из воды. И без потребления живительной влаги обитатели Земли просто не могли бы существовать.
Почва
Это поверхностный слой суши земного шара, главным свойством которого является плодородие, то есть способность обеспечивать рост и развитие растений — один из важнейших источников пищи для животных и людей. Почва состоит из минеральных частиц разрушенных горных пород, органического вещества — разложившихся остатков растений и животных, а также из воды, воздуха и населяющих ее живых организмов.
Источник