С какой скоростью Земля движется вокруг Солнца
Скорость вращения Земли вокруг Солнца является переменной величиной, наравне с остальными параметрами движения нашей планеты. Она изменяется в зависимости от положения небесного тела относительно звезды.
Скорость вращения Земли вокруг своей оси
Скорость Земли при вращении вокруг планетарной оси зависит от широты, на которой проводится измерение. Для точек, расположенных на полюсах планеты, эта величина равна нулю. Поэтому смена дня и ночи на полюсах происходит не раз в сутки, а раз в год. На экваторе фиксируется значение около 1 668 км/ч. При этом угловое расстояние, которое проходит каждая точка поверхности, совпадает.
Движение вокруг Солнца
Протяженность линии, по которой Земля вращается вокруг Солнца, составляет 930 млн км. Облететь это расстояние и вернуться в исходную точку планета может за 365 полных суток, 6 часов и 9 с половиной минут.
В применяемом людьми Григорианском календаре лишние часы учитываются благодаря тому, что каждый четвертый год является високосным и длится на 1 день дольше.
Средняя скорость движения Земли по орбите достигает 106 тыс. км/ч. Однако небесное тело движется неравномерно: на протяжении года наблюдаются попеременное ускорение темпов вращения вокруг звезды и снижение этого показателя.
Предельные значения скорости равны:
- минимальное — 105,4 тыс. км/ч;
- максимальное — 109 тыс. км/ч.
Чем обусловлена скорость
Первым фактором, влияющим на скорость обращения планеты вокруг ее звезды, является форма орбиты. Поскольку Земля движется по эллипсу, минимальная скорость наблюдается в афелии. Этим термином называется наиболее удаленная от Солнца точка орбиты.
После прохождения афелия по мере приближения к перигелию, наименее удаленному от звезды месту на траектории движения планеты, скорость движения Земли растет. После его прохождения цикл начинается заново и движение небесного тела замедляется.
Влияние на форму земной орбиты и скорость ее перемещения, помимо Солнца, оказывают и другие тела Солнечной системы, находящиеся в относительной близости от нее. К числу этих объектов относятся не только Луна, но и другие планеты системы.
Связь со сменой времен года
Смена времен года на Земле обуславливается углом наклона, который планета сохраняет неизменным на протяжении полного оборота вокруг звезды. Это приводит к тому, что на одном участке орбиты Южное полушарие получает больше солнечной энергии, чем Северное. В противоположной точке эта ситуация меняется.
Отрезок времени, когда получаемая от звезды энергия максимальна, соответствует лету. Время, когда уровень освещенности становится минимальным и температура воздуха возле поверхности Земли также снижается, называют зимой.
Дважды в год Земля занимает на орбите положение, при котором обоим полушариям достается одинаковое количество энергии. Эти периоды называются весной и осенью.
Форма траектории, по которой происходит движение Земли вокруг Солнца, никакого влияния на смену сезонов не оказывает. Если бы потепление и похолодание в отдельных регионах планеты были связаны с удаленностью от звезды, зима и лето наступали бы по 2 раза в год.
Циклическое торможение
Новейшие исследования показывают, что скорость вращения Земли вокруг оси, как и по солнечной орбите, непостоянна. Установлено, что полный цикл торможения и ускорения планета проходит за 5 лет.
Наблюдения за сейсмической активностью свидетельствуют, что ее пик приходится на год, когда скорость обращения достигает своего минимума. Объяснения связи этих факторов и причин, по которым установилась такая длительность цикла, пока не найдены.
Колебания оси во время вращения
Под влиянием силы тяготения Луны и в меньшей мере Солнца, а также из-за неоднородной плотности вещества внутри планеты направление оси вращения Земли периодически меняется. Схема ее траектории представляет собой конус.
Самое очевидное следствие этого — предварение равноденствий. С каждым годом весеннее равноденствие наступает на 20,5 минуты раньше. Этот процесс тоже является цикличным: его период составляет 25 776 лет.
Для земной оси характерно явление, при котором изменяется наклон эклиптики к экватору, — нутация. Она равна 18,61 года.
Отмечено, что с начала 21 века скорость дрейфа земной оси по направлению к востоку увеличилась и сейчас составляет 17 см в год.
Источник
Скорость вращения Земли рекордно выросла. Куда торопится планета?
Международная служба вращения Земли (IERS) объявила, что наша планета в прошлом году ускорила свое вращение. Причем вновь рекордно: день стал короче на 0,5 секунды, а такого не случалось за всю историю наблюдений. Подробнее – в материале нашего научного обозревателя Николая Гринько.
Ушедший, 2020 год принес человечеству огромное количество изменений, нововведений и потрясений. Казалось бы, он закончился, больше никаких сюрпризов от него ждать не приходится. Однако, подводя итоги, ученые обнаруживают все новые и новые факты, делающие 2020-й просто рекордсменом по необычности.
Все мы знаем, что Земля делает полный оборот за 24 часа. Поначалу все наши единицы измерения времени отсчитывались от скорости вращения планеты. Время полного оборота просто разделили на равные отрезки: часы минуты и секунды. Согласно этой системе отсчета, в сутках было ровно 86 400 секунд. Но несколько десятилетий назад были изобретены сверхточные атомные часы, тогда ученые с удивлением обнаружили, что скорость вращения Земли вовсе не постоянна.
Планета замедляется – и это полностью согласовывается с известными нам законами физики. Явление это настолько заметное, что с семидесятых годов прошлого века к некоторым годам для компенсации было решено добавлять по одной лишней секунде. Такие секунды назвали «високосными», за последние полвека их добавляли уже 27 раз, последнее такое событие произошло в 2016 году. Планировалось, что следующая високосная секунда будет добавлена к 2021 году.
К декабрю это отставание увеличилось, в результате год оказался почти на 3 минуты короче, чем планировалось. Разумеется, множество изданий сразу же выпустили материалы, в которых предполагается, что человечеству грозит если не полное уничтожение, то как минимум глобальная катастрофа: атмосферу вот-вот сдует в космос, смена дня и ночи будет происходить с пугающей скоростью, и вообще грядет конец света.
На самом деле все, разумеется, совсем не так. Еще несколько лет назад было установлено, что на скорость вращения Земли влияет притяжение Луны, годовое количество осадков, эрозия гор, масса ледников и так далее. Судя по всему, в 2020 году какой-то из этих факторов изменился (а может, и все вместе), Земля стала вращаться немного быстрее.
Некоторые ученые считают, что во всем виновато глобальное потепление – ледники тают, огромные массы льда и воды перемещаются, и это влияет на физику вращения планеты. Противники этой теории возражают, что перераспределение массы с полюсов (где находится большинство ледников) в мировой океан (куда попадает вся освободившаяся вода) должно приводить не к ускорению, а, наоборот, к замедлению вращения. Так что единого мнения пока нет.
Международная служба вращения Земли тоже пока не знает, что делать. С одной стороны, надо бы добавить к текущему, 2021 году половину високосной секунды (а может, и целую, чтобы был запас). С другой стороны, не очень понятно, как планета будет вести себя дальше: продолжит ускоряться, вернется к постепенному замедлению или просто стабилизируется. Поэтому никаких радикальных мер не предпринимается: и без того високосные секунды каждый раз добавляют головной боли всем, кто связан с компьютерными технологиями, спутниковой навигацией и прочими отраслями, связанными с привязкой к точному времени. Лучше все-таки немного подождать и посмотреть, что будет дальше. Скорее всего, ничего страшного не произойдет. Хотя…
Источник
В 2020 году Земля вращалась с повышенной скоростью. Чем это опасно?
В обществе принято считать, что в одних сутках 24 часа. Именно за это время Земля совершает полный оборот вокруг своей оси и проходит один цикл утра, дня, вечера и ночи. Но с научной точки зрения дела обстоят не так просто. Дело в том, что ученым известно сразу несколько видов суток и самыми близкими к привычным 24 часам являются средние солнечные сутки. Примерно с 1970-х годов для определения точного времени ученые используют атомные часы, которые способны измерять время с точностью до миллисекунд. Если смотреть на эти часы, то в сутках далеко не всегда оказывается 24 часа. Обычно наша планета крутится медленно и для совершения круга требуется чуть больше времени. Иногда ученые даже приходили к выводу, что с каждым годом Земля кружится все медленнее. Но 19 июля 2020 года Земля совершила оборот вокруг своей оси за рекордное время. Точная причина этого явления пока неизвестна, но оно может стать причиной возникновения некоторых проблем.
В 2020 году Земля установила рекорд скорости вращения
Вращение Земли вокруг оси
О необычном явлении было рассказано в издании The Telegraph. Впервые за историю наблюдений Земля вращалась не медленнее обычных 24 часов, а быстрее. Так, 19 июля 2020 года оказался одним из самых коротких дней в истории. Он оказался на 1,4602 миллисекунды короче, чем обычно. Многим может показаться, что тысячная доля секунды это ничтожный показатель. Вот уж действительно — даже при моргании человек закрывает глаза на 400 миллисекунд, что гораздо больше этого показателя. Но ученые считают, что у внезапного ускорения вращения Земли вокруг своей оси могут быть неприятные последствия.
Смена дня и ночи происходит из-за вращения Земли
Оно не должно сказаться на здоровье людей и состоянии природы. Но за всю историю человечество создало множество устройств, работа которых строго зависит от времени. В качестве примера можно привести спутниковую навигацию GPS, которая на момент своего изобретения в далеком 1973 году использовалась только в военных целях. Но на данный момент от него зависит движение автомобилей и просто передвижение людей. Если Земля вдруг начнет крутиться быстрее, точность определения местоположения может заметно ухудшиться. А это может стать причиной серьезных последствий, вплоть до возникновения аварий.
Почему меняется скорость вращения Земли?
Из-за чего именно в прошлом году Земля совершила рекордно быстрый оборот вокруг своей оси, ученым до сих пор неизвестно. Они они прекрасно знают, что на это может повлиять огромное количество различных факторов. Иногда скорость изменяется из-за притяжения Луны. Но на этот показатель также может повлиять такие неочевидные факторы, как количество выпавшего снега в полярных регионах планеты. Более того, скорость вращения Земли может измениться даже из-за листопадов в лесах России и Канады.
На скорость вращения Земли может повлиять даже листопад
Ученые пока не пришли к единому мнению насчет того, как им нужно реагировать на необычное явление. Возможно, это действительно разовое событие и беспокоиться совершенно не о чем. Ведь в прошлом году наша планета действительно претерпела множество изменений. Как минимум, из-за связанного с пандемией коронавируса карантина, многие люди сидели дома и воздух в городах стал чище. Это тоже могло стать весомым фактором, повлекшим за собой внезапное ускорение вращения Земли. Свой вклад могли внести и пожары, которые в 2020 году особенно сильно полыхали в Калифорнии. Ведь, если вы помните, из-за огня даже небо окрашивалось в красный цвет и все происходящее было похоже на конец света.
Пожары в Калифорнии действительно выглядели как конец света
Также есть вероятность, что Земля периодически сама по себе ускоряется и это для нее совершенно нормально. Такие ускорения могли происходить и раньше, просто люди не замечали этого. Ведь, внимание, речь идет о миллисекундах. Большую часть времени мы не замечаем даже когда моргаем. А тщательное слежение за временем началось только во второй половине XX века. И нам предстоит многое узнать о нашей планете и времени, которая на ней протекает.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
Источник
Земля набирает скорость: учёные зафиксировали необъяснимую аномалию вращения планеты
До недавних пор было принято считать, что Земля постепенно снижает скорость оборота вокруг своей оси, но в последнее время данные измерений показывают нечто невероятное.
19 июля 2020 года мы сидели на карантине и мечтали, чтобы всё это поскорее закончилось. Сложно сказать, могло ли одновременное желание всех жителей Земли заставить её двигаться быстрее, но факт остаётся фактом — это были самые короткие сутки за всю историю наблюдений.
Как Земля вращается вокруг оси и откуда мы это знаем
Есть общепринятый стандарт — один оборот за 86 тысяч 400 секунд, то есть за те самые 24 часа. Но дело в том, что абсолютно никогда наша планета не укладывается в эти рамки на 100% чётко. На какие-то доли секунды обязательно идут отклонения. Только не будем путать это с високосными годами, то есть с дополнительным днём февраля раз в четыре года — там речь идёт о не совсем 365-дневном вращении Земли ВОКРУГ СОЛНЦА, то есть это другая история. В данном случае нас интересует то, что сутки у нас не вполне 24-часовые.
Их точную продолжительность научились измерять в середине XX века. В 1960 году было установлено всемирное координированное время — это и есть то самое UTC, которое мы видим на часах разных городов в своих смартфонах. Оно основано на измерениях атомных часов. А есть ещё, к примеру, стандарт UT1, он определяет скорость вращения Земли астрономически — в том числе по расположению в небе Луны и квазаров. Ситуация такова, что эти стандарты не совпадают и их сопоставление позволяет составить максимально близкую к истине картину. И картина эта показывает, что в XX веке Земля вращалась вокруг себя всё медленнее и медленнее, то есть сутки становились длиннее. Настолько длиннее, что с 1972 года к ним довольно часто приходилось добавлять «дополнительную секунду», чтобы привести стандарт в соответствие с реальной ситуацией. С тех пор это делали 27 раз. Выглядит это примерно так: в назначенный день полночь на часах всех гаджетов в мире наступает ровно на секунду позже.
Правда, это тоже явление не очень регулярное. Например, с 1972 по 1979 год ввели целых девять дополнительных секунд, а с 1999 по 2004 год их не было вообще. Вот и в последнее время (а именно — с 2016 года) секунду что-то ни разу не прибавляли.
Так вот почему в последнее время совсем не хватает времени
Введение дополнительной секунды — одна из функций Международной службы вращения Земли (IERS). Она измеряет продолжительность суточного оборота планеты в том числе по данным Парижской обсерватории и Военно-морской обсерватории США. Так вот, недавно эта служба столкнулась с абсолютно невиданной доселе проблемой: если верить данным измерений, в 2021 году впору будет УБАВЛЯТЬ из суток секунду, чего не делали ещё никогда.
IERS публикует бюллетени с данными каждодневных измерений. И если посмотреть документ, опубликованный в августе 2020 года, и прокрутить его до строки с данными за 19 июля, то можно обнаружить, что сутки продлились почти на полторы миллисекунды меньше, чем надо, то есть меньше 24 часов. На первый взгляд это кажется незначительным, но по факту это абсолютный рекорд скорости вращения Земли за всю историю наблюдений. Более того, в целом за первое полугодие ковидного года зафиксировали целых 28 кратчайших суток в истории. А если поставить рядом все цифры IERS по продолжительности дня с 60-х годов, то получается следующее.
Та линия, где слева написано +-0ms, — это линия стандарта, то есть если кривая проходит через неё — значит, в это время сутки составляли аккурат 86 400 секунд. Как видим, это бывает нечасто. Самое интересное — проследить за зигзагами серого цвета: именно они показывают отклонения от ожидаемых 24 часов. Получается, что до 2000-х годов практически всегда сутки были длиннее положенного, то есть Земля была довольно неповоротливой, но в последние пару десятилетий явно что-то случилось. Обратите внимание, как низко склонились эти линии в 2020 году.
Что может менять скорость вращения Земли
В школе нас учили, что вращение планеты замедляется и происходит это в основном из-за притяжения Луны — она, как известно, чуть «приподнимает» к себе земные океаны и вообще незаметно «тормозит» планету. Но есть и другие факторы — процессы в недрах Земли: кора движется относительно ядра, в мантии идёт конвекция, и всё это влияет на скорость вращения. Оказывается, некоторые такие процессы могут и заставлять мир двигаться быстрее. Например, подобный эффект имеют землетрясения: из-за них в недрах планеты происходят активные перемещения масс в сторону полюсов, то есть поближе к оси вращения. А по законам физики, если возле оси масса становится больше, то и тело крутится быстрее. Если грузы убрать подальше от оси — будет крутиться медленнее. Это называется моментом инерции. Часто его иллюстрируют известным приёмом фигуристов: они прижимают руки к себе и от этого начинают кружиться намного быстрее.
Как сообщали в NASA, после сильнейшего землетрясения у берегов Индонезии в 2004 году планета сделала оборот на 2,68 микросекунды быстрее — это, конечно, на несколько порядков меньше миллисекунды, но всё-таки.
Впрочем, землетрясения, точно так же, как и Луна, сопровождают нас с незапамятных времён. А меж тем на вращение Земли может влиять ещё одно явление, характерное именно для последних десятилетий, — таяние ледников. Как объясняют учёные, из-за него происходит очень интересная вещь: эти ледники своим весом давят на земную кору и заставляют мягкие и вязкие массы под ней растекаться в разные стороны. Когда ледники исчезают, то давление на земную кору ослабевает, она начинает понемногу как бы распрямляться, то есть подниматься кверху, и все эти вязкие массы под ней тоже возвращаются туда, откуда их до сих пор выдавливали ледники. Значит, это место становится более тяжеловесным. А ледники у нас находятся возле полюсов, а значит, возле оси вращения планеты. По расчётам исследователей, именно такое перераспределение масс вполне может оказаться причиной ускорения вращения Земли и, соответственно, уменьшения продолжительности суток. И примерно то же самое произошло во время таяния ледников в эпоху плейстоцена. Кстати, если интересно, посмотрите, какова реальная продолжительность суток именно сегодня: наверняка она окажется меньше 24 часов.
Источник