Осевое вращение Земли

Определить, что является основными последствиями осевого вращения Земли

Гипермаркет знаний>>География>>География 6 класс>> Движения Земли и их географические последствия

§ 2. Движения Земли и их географические последствия

Вращение Земли вокруг своей оси. Наблюдая за Солнцем, люди заметили, что через определенное время повторяется восход и заход Солнца. Промежуток времени между двумя восходами (или заходами) называется сутками. Земля совершает полный оборот вокруг своей оси с запада на восток за 24 часа, т. е. за сутки.

Солнце постоянно освещает Землю, однако во время своего движения Земля подставляет Солнцу то один бок, то другой. На освещенной Солнцем стороне бывает день, на противоположной в это время — ночь.

Скорость движения планет вокруг Солнца зависит, в первую очередь, от положения их орбит. Чем дальше находится планета от Солнца, тем больше ее орбита, тем длиннее ее год. Например, год на Юпитере продолжается почти 12 земных лет, на Сатурне — почти 30. Самая далекая планета Солнечной системы Плутон делает один оборот вокруг Солнца за 248 земных лет. Земля — третья по счету планета в Солнечной системе. Она совершает один оборот вокруг Солнца за 365 дней 6 часов 9 минут и 9 секунд. Для удобства считают, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает 366 дней. Этот год называется високосным, а один день прибавляется к февралю.

Путь Земли вокруг Солнца — земная орбита — имеет форму эллипса. Среднее расстояние от Земли до Солнца 149,6 млн км.

Ось вращения Земли наклонена к плоскости земной орбиты под углом 66,5°. Благодаря обращению Земли вокруг Солнца и постоянному наклону земной оси на нашей планете сменяются времена года и существуют пояса освещенности. Наблюдения показывают, что в нашу эпоху положение планеты в Солнечной системе практически не менялось и земной год — величина достаточно постоянная.

Смена времен года. Рисунок 14 показывает, как изменяется освещенность поверхности Земли в ходе ее движения вокруг Солнца в разное время года. Летом Северное полушарие как бы повернуто к Солнцу, а зимой — наоборот. 23 сентября и 21 марта — дни осеннего и весеннего равноденствия, когда Солнце одинаково освещает оба полушария Земли. В этот день и в Северном и в Южном полушарии день равен ночи. 22 декабря — день зимнего солнцестояния: самый короткий день и самая длинная ночь в Северном полушарии. Земля обращена к Солнцу своим Южным полушарием. Там лето. У нас зима.

Тропики (от греч. tropicos — круг поворота) — географические параллели, отстоящие к северу и к югу от экватора на 23° 27′.

22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Солнце находится в полдень в зените для мест, лежащих на Южном тропике (тропик Козерога).

22 июня — день летнего солнцестояния, когда самый длинный день и самая короткая ночь в Северном полушарии. В этот день Солнце в зените наблюдают жители мест, расположенных на Северном тропике (тропик Рака). В Южном полушарии в это время зима.

Полярные круги — географические параллели, отстоящие к северу и к югу от экватора на 66° 33′. Они являются границами зон полярных ночей и полярных дней.

Полярная ночь может длиться в полярных поясах от 1 суток на широте Северного или Южного полярных кругов до 178 суток на Северном или Южном полюсах. Во время полярной ночи Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга этот период начинается 22 декабря, а в более высоких широтах — раньше.

Полярный день — это период, когда Солнце не спускается за горизонт. Чем дальше от полярного круга к полюсу, тем длиннее полярный день. На широте полярного круга он длится 1 сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга полярный день начинается 22 июня.

Аналогичное явление наблюдается в Южном полушарии, но в другое полугодие.

Пояса освещенности.

Вследствие наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и обусловленных этим различий в освещенности ее поверхности Солнцем, на нашей планете образовались пять поясов освещенности, ограниченных тропиками и полярными кругами. Они отличаются продолжительностью дня и тепловыми условиями.

Жаркий пояс лежит между тропиками, по обе стороны от экватора, и занимает около 40% земной поверхности. В этом поясе Солнце по одному разу в год (в дни солнцестояния) бывает в зените над каждым из тропиков. На экваторе день всегда равен ночи.

Два умеренных пояса расположены между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Умеренные пояса занимают 52% земной поверхности.

Два холодных пояса — к северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярного круга — характеризуются наличием полярных дней и ночи. Их площадь — 8 % земной поверхности. Пояса освещенности составляют основу климатической зональности Земли и природной зональности вообще.

Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. – М.:Айрис-пресс, 2010. – 368с.:ил.

_Видео_{по географии скачать, домашнее задание, учителям и школьникам на помощь онлайн}

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.

Движение Земли вокруг своей оси — понятие, следствие и причины

Земля кажется нам иногда огромным миром, но это всего лишь воображение. На самом деле наша планета просто песчинка в необъятной пустоте космоса. Но именно на этой песчинке зародилась жизнь. Ни для кого не секрет, что наша с вами планета всегда находится в движение. Как правило, еще со школьной скамьи мы узнаем, что Земля не стоит на месте. Всем нам известное утверждение «Движение-это жизнь» справедливо не только в отношении человека, но планеты. Именно благодаря такому движению Земли на каждом участке планеты периодически день сменяется ночью.

Что такое осевое вращение планеты?

Под понятием «осевое вращение Земли» подразумевается перемещение планеты вокруг своей оси. Его в полной мере ощущает на себе человек. Перемещение, точнее вращение Земли, происходит с запада на восток. Наблюдая с Северного полюса, можно сказать, что планета крутится против часовой стрелки.

Условная прямая, которую принято считать земной осью, проходит в центре и в географических полюсах планеты. Времена года сменяются на Земле именно благодаря наклону данной оси:

При нахождении Солнца над Северным тропиком именно северное полушарие получает максимальное количество света и тепла, т.е. здесь наступает лето;
Через полгода Солнце оказывается над Южным тропиком, до южного полушария доходит больше света и тепла, а в северном полушарии начинается зима.

Отсюда можно сделать вывод, что если бы земная ось располагалась под углом 90 градусов, то сезонности на планете не было бы, потому что на половине Земного шара, освещенной Солнцем, до всех точек доходило бы равное количество света и тепла. Следует понимать, что на расположение оси не влияют ни внешние, ни внутренние факторы.

Каждый человек хотя бы раз хотел, чтобы в сутках было больше 24 часов. Примерно 24 часа, а если быть точнее то 23 часа 56 минут и 4 секунды, составляет период вращения вокруг оси, из-за этого осевое движение также называют суточным.

Ось Земли описывает в пространстве конусы при своем движении.

Следствия вращения Земли вокруг своей оси

К чему привело осевое движение нашей планеты:

Форма Земли сжата у полюсов и является эллипсоидом вращения;
Смена дня и ночи. При вращении вокруг своей оси Земля повернута к Солнцу то одним своим полушарием, то другим. Таким образом, на освещенной стороне наступает день, а на той стороне, что находится в тени, наступает ночь. Благодаря этому в живой природе можно заметить суточную ритмику.
Появление силы Кориолиса. Это явление является отклоняющим действием движения планеты. Т.е. из-за вращения Земли вокруг своей оси движущиеся тела отклоняются от направления, свойственного их первоначальному движению. При этом в Северном полушарии тела отклоняются вправо, а в Южном-влево. Такое явление можно заметить при движении воздушных масс, течений рек и океанов.
Возникновение приливов и отливов. Вращение Земли вокруг оси совместно с притяжением Луны и Солнца вызывают приливные явления. Такая волна обходит нашу планету два раза в сутки. На самом деле приливы и отливы характерны для всех оболочек Земли, но более заметны они именно в гидросфере.

Почему Земля движется вокруг своей оси?

Если верить самой распространенной теории, то данное явление возникло из-за процессов, которые шли еще во времена образования планет. К зародышам планет, возникшим из космической пыли, притягивались другие космические тела. Какие-то из них были больше Земли, другие меньше. При столкновении с этими телами и могла начать вращаться вокруг своей оси Земля. Затем планеты продолжали вращаться уже по инерции.

Что такое линия перемены дат?

Мореплаватель Магеллан придерживался мнения, что Земля вращается вокруг своей оси с востока на запад. Когда он обогнул планету в таком направлении, то увидел на одни солнечный рассвет меньше, чем в это же самое время встретили в Европе. Именно для отсутствия подобной путаницы во время других путешествий вокруг света, и была придумана линия перемены дат.

Данная линия почти не проходит по территории суши. В основном она совпадает с меридианом 180 градусов. Линия перемены дат соединяет два полюса Земли и попадает на сушу только в Антарктиде. Благодаря этому при путешествии по планете не приходится прибавлять или отнимать один день.

Такая линия является границей, где изменяется календарная дата, но время суток остается одинаковым. Т.е., для примера, если к западу от линии уже наступило первое января, то к востоку еще тридцать первое декабря. Но при этом часы показывают приблизительно одинаковое время и там, и там.

Даты сменяются при пересечении линий. При движении с востока на запад следует прибавить один день к календарному числу. В обратном перемещении, наоборот, отнять. По сути, в основе линии перемены дат нет каких-либо физических закономерностей. Она необходима только для удобного общения стран и государств между собой. Смена дат при пересечении данной границы чем-то напоминает сезонный перевод часов.

Почему мы не ощущаем вращение Земли?

Когда планета крутится вокруг собственной оси, то на своих местах остаются только две точки: Северный и Южный полюса. Если соединить их воображаемой линией, мы сможем получить ось вращения Земли. Данная ось не перпендикулярна к земной орбите, а находится под углом 23,5 градуса. Все предметы при вращении Земли движутся абсолютно одинаково и параллельно друг другу.

Подведение итогов

Таким образом, географическое значение осевого вращения Земли достаточно велико. Благодаря ему сменяются день и ночь, что очень важно для развития жизни на планете, потому что так Земля не может ни перегреться, ни охладиться до тех пределов, при которых жизнь была бы убита либо сильной жарой, либо чрезвычайным холодом. Благодаря осевому вращению планеты многие процессы на нашей планете, связанные с приходом и отступлением тепла, становятся ритмичными. Также огромное значение в жизни планеты играет отклонение движущихся тел от своего изначального направления в левую сторону в Южном полушарии и в правую в Северном.

Материал дает представление о том, что такое осевое вращение планеты. Раскрывает тайну о восходе и заходе солнца и указывает на факторы влияющие на форму земли в следствии ее вращения.

Осевое вращение земли и его следствия

Благодаря астрономическим наблюдениям был установлен факт, который доказывает, что Земля единовременно принимает активное участие в нескольких видах движения. Если рассматривать нашу планету как часть Солнечной системы, то она совершает обороты вокруг центра Млечного Пути. А если рассматривать планету как единицу Галактики, то она является участницей уже движения на галактическом уровне.

Рис. 1. Осевое вращение земли.

Главным типом движения, которое исследуется учеными с древнейших времён, является вращение Земли вокруг собственной оси.

Осевым вращением Земли именуется размеренное обращение ее вокруг представляемой оси. Все объекты, которые находятся на поверхности планеты, также вращаются вместе с ней. Поворот планеты совершается в противоположном направлении относительно привычного всем движения часовой стрелки. Благодаря этому восход солнца можно отмечать на востоке, а закат — на западе. Ось Земли имеет угол наклона равный 661/2° относительно орбитальной плоскости.

Ось имеет четкие ориентиры в пространстве космоса: её северная оконечность все время обращена к Полярной звезде.

Осевое вращение Земли дает представление о видимом движении небесных тел без использования специализированного оборудования.

которые читают вместе с этой

Рис. 2. Движение звезд и луны по небу.

Вращением Земли обусловлена смена дня и ночи. Сутки – период абсолютного оборота планеты вокруг оси. Продолжительность суток напрямую зависит от скорости вращения планеты.

Из-за вращения планеты все движущиеся по её поверхности тела отклоняются от исходной направленности в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево. В реках такая сила в большей степени припирает воду к одному из берегов. У водных артерий Северного полушария часто крутым остается правый берег, а в Южном — левый.

Рис. 3. Берега рек.

Влияние осевого вращения на форму земли

Планета Земля представляет собой идеальную сферу. Но из-за того, что она слегка сжата в области полюсов, расстояние от ее центра до полюсов на 21 километр меньше, чем расстояние от центра Земли до экватора. Поэтому меридианы на 72 километра короче, чем экватор.

Осевое вращение является причиной:

суточных изменений;
поступления света и тепла на поверхность;
возможностью наблюдать очевидное передвижение небесных тел;
различий во времени в разных частях земли.

Чтобы понять, как влияет осевое вращение на форму земли, нужно принимать во внимание действие общепринятых законов физики. Как уже было отмечено, планета имеет «сплющивание» у полюсов из-за действия на нее центробежной силы и гравитации.

Планета вращается так же, как и движется вокруг Солнца. Такие величины как форма, параметры и движение Земли играют большую роль в развитии всех географических явлений и процессов.

Сегодня достоверно известно, что Земля на самом деле постепенно замедляет свое вращение. Из-за силы приливов, которыми связана наша планета с Луной, каждое столетие сутки становятся длиннее на 1,5–2 миллисекунды. Через почти полтора млн. лет в сутках будет уже на один час больше. Людям не стоит опасаться полной остановки Земли. Цивилизация попросту не доживет до этого момента. Приблизительно через 5 млрд. лет Солнце увеличится в размерах и поглотит нашу планету.

Что мы узнали?

Из материала по географии для 5 класса, мы узнали, на что влияет вращение планеты вокруг своей оси. Какие силы воздействуют на форму земли. От чего зависит деление земных суток на день и ночь. За счет чего происходит обогрев Земли солнечными лучами. Что может привести к появлению лишнего часа в сутках. Какое космическое тело теоретически сможет поглотить землю.

GEO-знания (материал)

Кроме этого, Земля совершает движение вместе со своим естественным спутником – Луной – вокруг общего центра их масс. Этих движений мы не чувствуем, поскольку движемся вместе с Землей, и по отношению к нам она остается неподвижной.

Земля, подобно другим планетам, движется вокруг Солнца. Этот путь Земли называется орбитой. Орбита Земли – эллипс, близкий к кругу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Расстояние от Земли до Солнца меняется в течение года от 147 млн км – в перигелии (в январе) – до 152 млн км – в афелии (в июле). Длина орбиты более 980 млн км.

Скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца – 29,76 км/с. Этот путь Земля преодолевает за 365 суток и 6 часов, поэтому длительность обычного года составляет 365 суток, а «лишние» часы каждые четыре года составляют дополнительные сутки 29 февраля. Такой год длится 366 суток и называется високосным. Високосный год должен без остатка делиться на 4, по этому признаку его легко распознать.

Земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 66,5 °. Поэтому при движении по орбите Северное и Южное полушария освещаются Солнцем неравномерно.

Угол падения солнечных лучей в Северном полушарии самый большой в июне, а наименьший – в декабре. В Южном полушарии – все наоборот. Поэтому поверхность Земли нагревается неравномерно, поскольку нагрев во многом зависит от угла падения солнечных лучей.

Когда 22 июня Солнце в зените (над головой) над Северным тропиком, то Северное полушарие получает больше тепла, здесь – лето.

Когда 22 декабря Солнце в зените над Южным тропиком, поэтому Северное полушарие получает меньше тепла, тогда здесь – зима.

Дважды в год, 21 марта и 23 сентября, на экваторе, который разделяет два полушария, наблюдается отвесное поступления солнечных лучей (солнце в зените). В это время оба полушария прогреваются одинаково, поэтому и наблюдаются переходные времена года – весна и осень.

22 июня

23 сентября

22 декабря

21 марта

Местонахождение Солнца в зените

Продолжительность дня в Северном полушарии

День длиннее ночи

День равняется ночи

День короче ночи

День равняется ночи

За Северным полярным кругом

За Южным полярным кругом

Положение Солнца в Северном полушарии

Положение Солнца в Южном полушарии

Движение Земли по орбите и наклон ее оси вращения приводят к регулярной сменые времен года и существованию поясов освещения (тепловых поясов), которые являются основой климатической зональности и природной зональности вообще.

Тропики и полярные круги разграничивают поверхность Земли на пять поясов освещения, или тепловых поясов – территории, которые отличаются между собой высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и, соответственно, температурными условиями.

Жаркий пояс лежит между тропиками. В его пределах Солнце два раза в год бывает в зените, на тропиках – по одному разу в год, в дни солнцестояний (и этим они отличаются от всех параллелей). В этом поясе продолжительность дня и ночи мало отличается. Жаркий пояс занимает около 40% земной поверхности.

Умеренные пояса (северный и южный) расположены между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. У полярных кругов (от 60 ° до 66,5 °) летом наблюдаются светлые, так называемые «белые ночи с сумеречным освещением за счет слияния вечерней звезды с утренней, так как Солнце ненадолго и недалеко заходит за горизонт. Пло-ща умеренных поясов составляет 52% земной поверхности.

Холодные пояса (северный и южный) – к северу от северного и южнее южного полярных кругов. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних суток – на полярных кругах – до полугода – на полюсах. Площадь холодных поясов – 8% земной поверхности.

В результате этого вращения на Земле происходит смена дня и ночи, поскольку Солнце освещает только одну сторону Земли.

Сутки – это промежуток времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. Такой оборот наша планета совершает за 23 ч 56 мин 4 с (для удобства считают, что в сутках 24 часа). В разных точках поверхности Земли ско-кость вращения разная. Максимальной она на экваторе – воображаемой линии, равноудаленной от полюсов, а на полюсах равна нулю. Столица Украины – Киев – вращается вокруг земной оси со скоростью примерно 260 м/с.

Важным следствием осевого вращения Земли является отклонения потоков, движущихся горизонтально (ветров, морских течений и т.п.), от их первоначального направления: в северном полушарии – вправо, в южной – влево (это результат воздействия одной из сил инерции, названной силой Кориолиса в честь французского ученого, который первым объяснил это явление). По закону инерции всякую плоть, ру-хаеться, стремящийся сохранить неизменными направление и скорость своего движения в пространстве.

Отклонение – результат того, что тело участвует как в поступательном, так и во вращательном движении. Поскольку сила Кориолиса, действующая на тело, пропорциональна синусу географической широты его местонахождения, на экваторе отклонение равно нулю. По мере приближения к полюсам отклонения нарастает и становится крупнейшим у полюсов.

Вращение Земли вокруг своей оси и связанное с ним изменение дня и ночи создает суточную ритмику живой и неживой природы. Суточный ритм главным образом связан со световыми и температурными условиями. Общеизвестны суточный ход температуры, дневной и ночной бризы т.д.. Очень ярко проявляется суточный ритм живой природы. Известно, что фотосинтез возможен только днем, что много цветов распускаются в разное время. Животные делятся на ночных и тех, которые становятся активными днем. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме. Суточное вращение Земли вызывает изменение приливов и отливов.

Какие процессы являются следствием осевого вращения Земли

Все планеты движутся во Вселенной. Эти движения обусловлены разными физическими воздействиями на космические тела и имеют сложную природу. Земля также совершает множество движений, которые можно проанализировать и разложить на разные составляющие.

Эти движения можно классифицировать в масштабах:

Вселенной;
Галактики;
Солнечной системы;
общего с Луной центра масс;
Земли.

Это интересно: красивые названия звёзд — история их появлений, названия звезд и созвездий.

Галактика, в которой находится Солнечная система, называется Млечный путь. Учёные предполагают, что эта галактика вращается вокруг центра Вселенной вместе с другими галактиками. Вокруг центра Млечного пути вращается Солнечная система со всеми объектами, в том числе с Землёй, и этот путь она совершает за один галактический год, который составляет примерно 230 миллионов лет.

При переходе на ещё меньший масштаб, обнаружится, что наша планета совершает путь вокруг Солнца. Кроме того, Земля вместе с Луной вращаются вокруг их общего центра масс, который находится не в центре земного шара, а близко к его поверхности. Из-за этого наша планета по орбите движется по слегка спиралевидному пути, если наблюдать со стороны, а не с Земли. Все эти виды движений незаметны или малозаметны для землян.

Скорость вращения

Можно сказать, что вращение тела обладает двумя скоростями, в зависимости от того, какой системой измерений пользоваться:

Если измерять скорость вращения как расстояние, которое проходит точка за определённое время, то чем дальше точка расположена от воображаемой оси вращения, тем выше у неё будет скорость. И чем точка ближе к оси, тем ниже её скорость. Эта скорость называется линейной. В точках оси — скорость равна нулю.

Но если скорость вращения измерять в градусах, то любая точка на поверхности тела или внутри него будет двигаться с одинаковой скоростью, независимо от того, далеко она расположена от оси или близко. Скорость вращения, измеряемая в градусах, называется угловой.

Можно измерять скорость вращения Земли с помощью наблюдения за перемещением двух предметов на поверхности, находящихся на одном меридиане, но в разных широтах. Допустим, предмет, А будет на экваторе, а предмет Б — в северной широте. Вследствие этого обнаружится, что предмет, А относительно оси планеты проделал расстояние за единицу времени большее, чем предмет Б. Это значит, что предмет, А двигался быстрее предмета Б.

Но если измерять угловую скорость в градусах по одним и тем же предметам или меткам, то угловая скорость у них будет одинаковой, так как они повернутся относительно оси планеты на один и тот же угол за определённый отрезок времени. Для исследования многих природных явлений, таких как, например, сила Кориолиса, необходимо использовать линейный способ измерения скорости вращения.

У Земли максимальной линейной скоростью вращения будет обладать поверхность в районе экватора, и эта скорость составляет 465 м/с или 1674 км/час. Чем ближе точка на поверхности земного шара к любому из полюсов, тем ниже будет скорость. На полюсах линейная скорость вращения равна нулю, так как эти точки находятся на воображаемой оси.

Смена времени суток

Самым заметным для жителей Земли обстоятельством и основным географическим следствием осевого вращения нашей планеты является смена времён суток, а для землян, живущих на определённом расстоянии от экватора — ещё и времён года.

День и ночь сменяются потому, что параллельные лучи света от Солнца одновременно падают только на одну сторону планеты. Противоположная сторона Земли находится в тени. Это значит, что на повёрнутой к светилу стороне будет день, а на обратной — ночь. Если бы земной шар постоянно был повёрнут только одной стороной к Солнцу, то на освещённой стороне была бы температура около +100° C, вся вода должна была бы испариться, а на тёмной стороне поверхность планеты была бы под слоем льда. Условия на обеих сторонах Земли в этом случае были бы непригодны для жизни.

Вследствие ритмичности смены дня и ночи, времён года, а, значит, световых и температурных режимов, на Земле всё живое подчиняется определённым биоритмам. При этом ритмическим изменениям подвержены не только все растения и животные, но и неживая природа.

Земля вращается по своей оси против часовой стрелки, если смотреть со стороны Полярной звезды, а именно — с северной стороны. А если точка наблюдения — со стороны экватора, когда Северный полюс вверху, то планета вращается слева направо или с запада на восток.

В связи с вращением Земли вокруг оси, используется понятие суток. Но сутки бывают разными:

звёздными;
солнечными;
средними солнечными.

Звёздные сутки используются для астрономических исследований и наблюдений. Солнечные сутки — это период вращения Земли вокруг своей оси относительно Солнца. Они могут отличаться по продолжительности, поэтому для измерения времени в повседневной жизни используются средние солнечные сутки, которые длятся 24 средних солнечных часа и длиннее звёздных суток на 4 минуты.

Часовые пояса

С развитием коммуникаций между разными частями света, для удобства и безопасности были придуманы часовые пояса. Больше всего такая унификация была востребована с целью исключения путаницы и аварий на железной дороге.

Точное измерение времени с помощью часовых поясов стали использовать в 19-м веке. Первым, кому эта идея пришла в голову, был английский доктор Уильям Хайд Волластон. Земную поверхность условно разбили на 24 сектора, перпендикулярных экватору, каждый из которых составляет 15 градусов, а все вместе они определяют суточный цикл. Каждому поясу присвоено своё время (с разницей от соседнего в один час). При этом, чем западнее расположен пояс, тем больше отстаёт время.

При несовпадении границ часового пояса с государственными или административными очертаниями, их для удобства подстраивают под местность. Поэтому границы часовых поясов не всегда прямые. Их отсчёт начинается с нулевого, расположенного на Гринвичском меридиане. Этот пояс указывает всемирное время.

Смена времён года

Ось Земли относительно плоскости орбиты, по которой планета движется вокруг Солнца, находится не перпендикулярно, а под углом. Из-за этого на поверхность планеты в разных её участках попадает неравномерное количество тепла от Солнца.

Когда Земля находится на орбите по одну сторону от Солнца, она наклонена осью так, что обращена к светилу Северным полюсом, но, переместившись по орбите на противоположную сторону от Солнца, планета будет наклонена Южным полюсом. Это означает, что, в первом случае, лето будет в Северном полушарии, а в Южном — зима. Во втором случае, в Северном полушарии будет зима, а в Южном — лето. В промежуточных положениях Земли на орбите на её полушариях будут осень и весна.

Если бы ось Земли была перпендикулярна плоскости её орбиты, то времён года не было бы, так как Северное и Южное полушария всегда получали бы днём одинаковую порцию света и тепла.

Отклонение падающих тел

Все объекты, находящиеся на поверхности Земли, двигаются вместе с ней на одинаковой линейной скорости, вызванной вращением планеты вокруг своей оси. Чем дальше от оси будет предмет, двигающийся вместе с планетой, тем выше будет его скорость. Чем выше над поверхностью объект, тем с большей линейной скоростью он движется вместе с Землёй вокруг её оси.

Предметы, брошенные с большой высоты, изначально двигаются вместе с Землёй и падают на землю, слегка сместившись на восток. Это происходит по причине инерции, которую сохраняет брошенный с высоты предмет. Он сохраняет скорость, которая у него была на высоте. Эта скорость всегда выше, чем на поверхности Земли. Во время падения эта скорость, направленная на восток, перпендикулярна скорости падения.

В итоге предмет падает не вертикально, а чуть восточнее. На полюсах этого эффекта не будет, по причине отсутствия линейной скорости движения. Самолёт или другой летательный аппарат не годятся для проведения такого опыта, так как они не жёстко связаны с поверхностью земли и двигаются с ней не синхронно. Для этого лучше подойдут вышка или высокое здание.

Маятник Фуко

Этот эксперимент — простейший и наглядный тест на осевое вращение Земли.

По закону физики, плоскость траектории качающегося маятника находится всегда в одном положении по отношению к Мировому пространству. Но, если проследить за маятником в течение суток, станет очевидно, что направления его качаний постоянно меняются. Это происходит по причине вращения планеты вокруг собственной оси.

Этот маятник впервые использовал в своём эксперименте французский учёный Жан Фуко, в честь которого и был назван инструмент.

Сжатие Земли с полюсов

Во время вращения возникает центробежная сила, что не представляет исключения в случае с планетами. Таким образом, под действием центробежной силы, действующей перпендикулярно оси особенно сильно в районе экватора, наша планета в течение долгого времени приобрела форму эллипсоида (шара, сплюснутого с полюсов).

Влияние гравитации Луны

Естественный спутник Земли оказывает влияние не только на земную поверхность, но и на слои, пролегающие под ней. Это происходит под действием силы тяготения или гравитации. Больше всего гравитация Луны видна на поверхности Мирового океана. Земная вода притягивается спутником и образует волну, которая следует за Луной. Спутник движется вокруг Земли в противоположном направлении вращению нашей планеты по оси. И, так как вращение земного шара вокруг оси быстрее движения спутника вокруг Земли, приливная волна движется не с востока на запад, как движется Луна, а с запада на восток.

Эта противоположность движений способствует постепенному замедлению вращения обоих небесных тел. Луна всегда расположена по отношению к Земле одной стороной. Учёные утверждают, что в далёком будущем это же произойдёт и с нашей планетой, то есть оба небесных тела будут направлены по отношению друг к другу одной из своих сторон и продолжат вращаться вокруг своего общего центра масс.

Сила Кориолиса

Тело, совершающее прямолинейное движение во вращающейся среде, отклоняется в сторону, относительно этой среды. Такая вращающаяся среда называется неинерциальной системой координат. Подобной системой является Земля. Если среда вращается по часовой стрелке, то тело, движущееся в данной системе, будет отклоняться влево, относительно среды. При вращении неинерциальной системы против часовой стрелки, тело отклоняется вправо.

На примере это будет выглядеть так: если из пушки, которая находится на Северном полюсе, выстрелить ядром в направлении экватора, то для наблюдателя, находящегося на Земле, ядро начнёт постепенно отклоняться вправо. Это происходит потому, что планета двигается, вращаясь вокруг оси, и, пока ядро летит, она успевает повернуться. Если наблюдатель находится не на Земле, то есть не движется вместе с ней, то движение ядра будет прямолинейным.

В Южном полушарии подобное отклонение движущихся тел будет происходить влево, так как, если смотреть со стороны Южного полюса, планета вращается вокруг оси по часовой стрелке.

Этот эффект называется силой Кориолиса. Он назван по имени французского учёного, открывшего феномен. Примечательно то, что этот принцип действует при любом направлении тела по земной поверхности. Если стрельнуть ядром из пушки, стоящей на экваторе, в сторону Северного полюса, то снаряд для наблюдателя, находящегося на Земле, будет отклоняться вправо, точно так же, как при обратном направлении, то есть при стрельбе с Северного полюса на экватор.

При стрельбе с экватора на Южный полюс, снаряд отклонится влево, как при стрельбе с Южного полюса на экватор. Этот эффект наблюдается, благодаря инерции ядра, направленной в сторону вращения планеты. В начале движения снаряд находился на экваторе (в земной точке с самой высокой скоростью, возникающей вследствие осевого вращения). По мере движения ядра к полюсу, оно пролетает над точками земной поверхности, которые движутся медленнее экватора, а, значит, и бокового движения ядра, сохраняющегося из-за инерции. Таким образом, ядро постепенно «обгоняет» земную поверхность в боковом направлении и отклоняется в сторону.

Сила Кориолиса всегда действует перпендикулярно движению предмета. Эта сила действует не только на тела, движущиеся по направлению меридианов, но и в любых других направлениях, независимо от того, в какую сторону происходит движение.

Силу Кориолиса не совсем корректно называть силой, так как она, на самом деле, сама по себе никуда никого не тянет. Этот эффект строго относителен и существует только в неинерциальной системе.

А вот последствия этого эффекта вполне ощутимы. Например, вследствие силы Кориолиса, на планете образуются циклоны. Воздух из зон высокого давления стремится в области с низким давлением и сила Кориолиса отклоняет воздушные массы относительно движущейся поверхности вправо или влево, в зависимости от полушария. Поэтому циклоны закручиваются против часовой стрелки в Северном полушарии, а в Южном — по часовой.

Сила Кориолиса действует на реки и их русла. В Северном полушарии обычно правые берега рек более крутые и подмыты водой, которая утягивается вращающейся планетой вправо, в Южном — наоборот, левые.

На железнодорожные рельсы также оказывает воздействие данная сила. Правые рельсы одноколейных дорог в Северном полушарии будут изнашиваться больше, так как поезд утягивает вправо. В Южном полушарии больше изнашиваются левые рельсы.

Таковы общие следствия вращения нашей планеты вокруг оси, которые, в свою очередь, влияют на огромное количество обстоятельств и событий как на Земле, так и вокруг неё. Аналогичная тема раскрывается в учебнике по географии «Осевое вращение земли» 5 класс.

Технологическая карта по теме «Осевое вращение Земли»

Рис. 1. Осевое вращение земли.

Рис. 2. Движение звезд и луны по небу.

Рис. 3. Берега рек.

Следствия вращения Земли вокруг своей оси

К чему привело осевое движение нашей планеты:

Форма Земли сжата у полюсов и является эллипсоидом вращения;
Смена дня и ночи. При вращении вокруг своей оси Земля повернута к Солнцу то одним своим полушарием, то другим. Таким образом, на освещенной стороне наступает день, а на той стороне, что находится в тени, наступает ночь. Благодаря этому в живой природе можно заметить суточную ритмику.
Появление силы Кориолиса. Это явление является отклоняющим действием движения планеты. Т.е. из-за вращения Земли вокруг своей оси движущиеся тела отклоняются от направления, свойственного их первоначальному движению. При этом в Северном полушарии тела отклоняются вправо, а в Южном-влево. Такое явление можно заметить при движении воздушных масс, течений рек и океанов.
Возникновение приливов и отливов. Вращение Земли вокруг оси совместно с притяжением Луны и Солнца вызывают приливные явления. Такая волна обходит нашу планету два раза в сутки. На самом деле приливы и отливы характерны для всех оболочек Земли, но более заметны они именно в гидросфере.

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.

Следствием осевого вращения Земли является

Вращение Земли вокруг собственной оси Наша планета вращается вокруг собственной оси с запада на восток, то есть против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса). Ось — это условная прямая линия, пересекающая земной шар в районе Северного и Южного полюсов, т.е. полюса имеют фиксированное положение и «не участвуют» во вращательном движении, в то время как все другие точки расположения на земной поверхности вращаются, причём линейная скорость вращения на поверхности земного шара зависит от положения по отношению к экватору — чем ближе к экватору, тем линейная скорость вращения выше (поясним, что угловая скорость вращения любого шара одинакова в различных его точках и измеряется в рад/сек, мы обсуждаем скорость перемещения объекта, находящегося на поверхности Земли и она тем выше, чем более объект удалён от оси вращения). Например, на средних широтах Италии скорость вращения составляет примерно 1200 км/ч, на экваторе она максимальна и составляет 1670 км/ч, тогда как на полюсах она равна нулю. Следствиями вращения Земли вокруг своей оси являются смена дня и ночи и видимое движение небесной сферы.

Вращение Земли вокруг Солнца

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.

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.

Годовой оборот Земли. Credit: Spacegid

Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.

Он отличается от календарного, в котором за сутки принят период времени ровно 24 часа и который длится 365 дней. Каждый четвертый год в календарь добавляется дополнительный, 366 день.

В какую сторону вращается Земля

Если глянуть на Солнечную систему «сверху», т. е. так, что земельные участки, расположенные около Северного полюса, будут ровно напротив нашего взгляда, то вращение будет проходить против часовой стрелки