Річний рух землі та пори року таблиця. Обертання землі навколо сонця та своєї осі

Наша планета перебуває у постійному русі. Разом із Сонцем вона переміщається у космосі навколо центру Галактики. А та, своєю чергою, рухається у Всесвіті. Але найбільше значення для всього живого грає обертання Землі навколо Сонця та власної осі. Без цього руху умови планети були б непридатними підтримки життя.

сонячна система

Земля як планета Сонячної системи за розрахунками вчених сформувалася понад 4,5 млрд. років тому. За цей час відстань від світила мало змінювалася. Швидкість руху планети та сила тяжіння Сонця врівноважили її орбіту. Вона не ідеально кругла, але стабільна. Якби сила тяжіння світила була сильнішою чи швидкість Землі помітно зменшилася, вона б впала на Сонце. Інакше вона рано чи пізно відлетіла б у космос, переставши бути частиною системи.

Відстань від Сонця до Землі уможливлює підтримку оптимальної температури на її поверхні. У цьому важливу роль грає і атмосфера. Під час обертання Землі навколо Сонця змінюються пори року. Природа пристосувалася до таких циклів. Але якби наша планета була віддалена на більшу відстань, то температура на ній стала б негативною. Якби вона опинилася ближче - вся вода б випарувалася, оскільки стовпчик термометра перевищив би точку кипіння.

Шлях планети навколо світила називається орбітою. Траєкторія цього польоту не ідеально кругла. Вона має еліпсність. Максимальна різниця становить 5 млн. км. Найближча точка орбіти до Сонця знаходиться на відстані 147 км. Вона називається перигелієм. Земля її проходить у січні. У липні планета знаходиться від світила на максимальній відстані. Найбільша відстань – 152 млн км. Ця точка називається афелієм.

Обертання Землі навколо своєї осі та Сонця забезпечує відповідно зміну добових режимів та річних періодів.

Для людини рух планети навколо центру системи непомітний. Це тому, що маса Землі величезна. Проте щомиті ми пролітаємо в просторі близько 30 км. Це здається нереальним, але такі розрахунки. У середньому вважається, що Земля перебуває від Сонця з відривом близько 150 млн км. Один повний оберт навколо світила вона робить за 365 днів. Пройдена відстань за рік становить майже мільярд кілометрів.

Точна відстань, яку наша планета проходить за рік, рухаючись навколо світила, становить 942 млн км. Ми разом з нею рухаємося у просторі еліптичною орбітою зі швидкістю 107 000 км/год. Напрямок обертання - із заходу Схід, тобто проти умовної годинникової стрілки.

Повний оборот планета завершує не рівно за 365 днів, як вважається. При цьому триває ще близько шостої години. Але для зручності літочислення цей час враховують сумарно за 4 роки. У результаті "набігає" один додатковий день, його додають у лютому. Такий рік вважається високосним.

Швидкість обертання Землі навколо Сонця є непостійною. Вона має відхилення від середнього значення. Це з еліптичної орбітою. Різниця між значеннями найбільше проявляється в точках перигелію та афелію і становить 1 км/сек. Ці зміни непомітні, оскільки ми і всі навколишні предмети рухаються в системі координат однаково.

Зміна сезонів

Обертання Землі навколо Сонця і нахил осі планети уможливлює зміну пір року. Це менше помітно на екваторі. Але ближче до полюсів річна циклічність проявляється більше. Північна та Південна півкулі планети обігріваються енергією Сонця нерівномірно.

Рухаючись довкола світила, вони проходять чотири умовні точки орбіти. При цьому почергово двічі протягом піврічного циклу вони опиняються щодо нього далі чи ближче (у грудні та червні – дні сонцестоянь). Відповідно в місці, де поверхня планети прогрівається краще, там температура навколишнього середовища вища. Період на такій території прийнято називати влітку. В іншій півкулі в цей час помітно холодніше - там зима.

Через три місяці такого руху з періодичністю півроку планетарна вісь розташовується таким чином, що обидві півкулі знаходяться в однакових умовах для обігріву. У цей час (у березні та вересні – дні рівнодення) температурні режими приблизно рівні. Тоді, залежно від півкулі, настають осінь та весна.

Земна вісь

Наша планета - це куля, що обертається. Рух її здійснюється навколо умовної осі і відбувається за принципом дзиги. Спираючись основою в площину в розкрученому стані, він утримуватиме рівновагу. Коли швидкість обертання слабшає, дзига падає.

Земля упору немає. На планету діють сили тяжіння Сонця, Місяця та інших об'єктів системи та Всесвіту. Проте вона витримує постійне становище у просторі. Швидкість її обертання, отримана при формуванні ядра, достатня підтримки відносної рівноваги.

Земна вісь проходить через кулю планети не перпендикулярно. Вона нахилена під кутом 66 ° 33 '. Обертання Землі навколо своєї осі та Сонця уможливлює зміну сезонів року. Планета «перекидалася» б у просторі, якби в неї не було суворої орієнтації. Ні про яку сталість умов середовища проживання і життєвих процесів її поверхні було мови.

Осьове обертання Землі

Обертання Землі навколо Сонця (один оборот) відбувається протягом року. За день на ній змінюються день та ніч. Якщо подивитися на Північний полюс Землі з космосу, можна побачити, як вона обертається проти годинникової стрілки. Повний оборот вона здійснює приблизно за 24 години. Цей період називають добою.

Швидкість обертання визначає швидкість зміни дня та ночі. За одну годину планета обертається приблизно на 15 градусів. Швидкість обертання у різних точках її поверхні різна. Це відбувається через те, що вона має кулясту форму. На екваторі лінійна швидкість становить 1669 км/год, або 464 м/сек. Ближче до полюсів цей показник зменшується. На тридцятій широті лінійна швидкість вже становитиме 1445 км/год (400 м/сек).

Через осьове обертання планета має дещо стиснуту з полюсів форму. Також цей рух «примушує» відхилятися предмети, що переміщаються (у тому числі повітряні і водні потоки) від початкового напрямку (сила Коріоліса). Ще одним важливим наслідком такого обертання є припливи та відливи.

Зміна дня та ночі

Кулястий об'єкт єдиним джерелом світла у певний момент висвітлюється лише наполовину. Щодо нашої планети в одній її частині в цей момент буде день. Неосвітлена частина буде прихована від Сонця – там ніч. Осьове обертання дає можливість змінюватися цим періодам.

Крім світлового режиму, змінюються умови обігріву поверхні планети енергією світила. Така циклічність має важливе значення. Швидкість зміни світлових та теплових режимів здійснюється порівняно швидко. За 24 години поверхня не встигає ні надмірно нагрітися, ні охолонути нижче за оптимальний показник.

Обертання Землі навколо Сонця та своєї осі з відносно постійною швидкістю має визначальне для тваринного світу значення. Без сталості орбіти планета не втрималася в зоні оптимального обігріву. Без осьового обертання день і ніч тривали по півроку. Ні те, ні інше не сприяло б зародженню та збереженню життя.

Нерівномірність обертання

Людство за свою історію звикло до того, що зміна дня та ночі відбувається постійно. Це слугувало певним зразком часу та символом рівномірності життєвих процесів. На період обертання Землі навколо Сонця певною мірою впливає еліпсність орбіти та інші планети системи.

Інша особливість – зміна тривалості доби. Осьове обертання Землі відбувається нерівномірно. Вирізняють кілька основних причин. Значення мають сезонні коливання, пов'язані з динамікою атмосфери та розподілом опадів. Крім того, приливна хвиля, спрямована проти руху планети, постійно його гальмує. Цей показник мізерний (за 40 тис. років на 1 секунду). Але за 1 млрд років під впливом цього тривалість доби збільшилася на 7 годин (з 17 до 24).

Наслідки обертання Землі навколо Сонця та осі вивчаються. Дані дослідження мають велике практичне та наукове значення. Їх використовують не тільки для точності визначення зоряних координат, але і для виявлення закономірностей, які можуть впливати на процеси життєдіяльності людини та природні явища у гідрометеорології та інших сферах.

Пори року. Земля здійснює повний оборот навколо Сонця за 365 діб та 6 годин. Для зручності прийнято вважати, що цього року 365 днів. А через кожні чотири роки, коли «накопичаться» зайві 24 години, настає високосний рік, у якому не 365, а 366 днів (29 – у лютому).

У вересні, коли після літніх канікул ви знову приходите до школи, настає осінь. Дні стають коротшими, а ночі - довшими і прохолоднішими. Через місяць-другий з дерев опаде листя, відлетять перелітні птахи, у повітрі закружляють перші сніжинки. У грудні, коли сніг укриє білою пеленою землю, прийде зима. Настануть найкоротші дні на рік. Схід Сонця тим часом пізній, а захід ранній.

У березні, коли приходить весна, дні подовжуються, сонце світить все яскравіше, повітря стає теплішим, навколо починають дзюрчати струмки. Природа знову оживає, і незабаром починається довгоочікуване літо.

Так було і буде завжди рік у рік. А чи запитували ви колись питання: чому відбувається зміна пір року?

Географічні наслідки руху Землі. Ви вже знаєте, що Земля має два основні рухи: вона обертається навколо своєї осі і звертається по орбіті навколо Сонця. У цьому земна вісь нахилена до площині орбіти на 66,5°. Рух Землі навколо Сонця та нахил земної осі визначають на нашій планеті зміну пори року та тривалість дня та ночі.

Двічі на рік - навесні та восени - настають дні, коли на всій Землі довгота дня дорівнює довготі ночі - 12 годин. День весняного рівнодення настає 21-22 березня, день осіннього рівнодення – 22-23 вересня. На екваторі день завжди дорівнює ночі.

Найдовший день і найкоротша ніч на Землі наступають у Північній півкулі – 22 червня, а у Південній – 22 грудня. Це дні літнього сонцестояння.

Після 22 червня, внаслідок переміщення Землі по орбіті, у Північній півкулі висота Сонця над горизонтом поступово зменшується, дні стають коротшими, а ночі – довшими. А у Південній півкулі Сонце піднімається над горизонтом вище та світловий день збільшується. Південна півкуля отримує дедалі більше сонячного тепла, а Північна - дедалі менше.

Найкоротший день у Північній півкулі настає 22 грудня, а у Південній – 22 червня. Це день зимового сонцестояння.

На екваторі кут падіння сонячних променів на земну поверхню і тривалість дня змінюються мало, тому зміну пори року там помітити практично неможливо.

Про деякі особливості руху нашої планети. На Землі є дві паралелі, на яких Сонце опівдні у дні літнього та зимового сонцестояння знаходиться у зеніті, тобто стоїть прямо над головою спостерігача. Такі паралелі називаються тропіками. На Північному тропіці (23,5 ° пн. ш.) Сонце в зеніті буває 22 червня, на Південному тропіку (23,5 ° пд. ш.) - 22 грудня.

Паралелі, розташовані на 66,5 ° північної та південної широти, називаються полярними колами. Вони вважаються межами територій, де спостерігаються полярні дні та полярні ночі. Полярний день – це період, коли Сонце не опускається за обрій. Чим ближче від полярного кола до полюса, тим довше полярний день. На широті полярного кола він триває лише одну добу, а на полюсі - 189 діб. У Північній півкулі на широті Північного полярного кола полярний день починається 22 червня - у день літнього сонцестояння, а Південному - 22 грудня. Тривалість полярної ночі буває від однієї доби (на широті полярних кіл) до 176 (на полюсах). Весь цей час Сонце не з'являється над обрієм. У Північній півкулі це явище природи починається 22 грудня, а Південному - 22 червня.

1. Річний рух Землі навколо Сонця. 2. У такому положенні знаходиться наша планета у дні літнього та зимового сонцестояння. 3. Пояси освітленості Землі.

Не можна не відзначити і той чудовий період на початку літа, коли вечірня зоря сходиться з ранкової і всю ніч триває сутінки - білі ночі. Спостерігаються вони в обох півкулях на широтах, що перевищують 60°, коли Сонце опівночі опускається за горизонт лише на 7°. У Санкт-Петербурзі (близько 60 ° пн. ш.) білі ночі продовжуються з 11 червня по 2 липня, а в Архангельську (64 ° пн. ш.) - з 13 травня по 30 липня.

Пояси освітленості. Наслідком річного руху Землі та її добового обертання є нерівномірний розподіл сонячного світла та тепла по земній поверхні. Тому на Землі існують пояси освітленості.

Між Північним та Південним тропіками по обидва боки від екватора пролягає тропічний пояс освітленості. Він займає 40% земної поверхні, на які припадає найбільша кількість сонячного світла. Між тропіками та полярними колами в Південній та Північній півкулях знаходяться помірні пояси освітленості, що отримують меншу кількість сонячного світла, ніж тропічний пояс. Від полярного кола до полюса у кожній півкулі розташовані полярні пояси. Цій частині земної поверхні найменше дістається сонячного світла. На відміну від інших поясів освітленості тільки тут бувають полярні дні та ночі.

Запитання та завдання

Поясніть, як відбувається зміна пір року на Землі. Чим характеризуються пори року у вашій місцевості?
Визначте за географічною картою, в яких поясах освітленості розташована територія нашої країни.
Випишіть із підручника всі наслідки обертання Землі навколо своєї осі.

Наша планета перебуває у постійному русі, вона обертається навколо Сонця та власної осі. Земна вісь - уявна лінія, проведена від Північного до Південного полюса (вони при обертанні залишаються без руху) під кутом 66 033 ꞌ по відношенню до площини Землі. Люди не можуть помітити момент обертання, тому що всі предмети рухаються паралельно, їхня швидкість така ж. Це виглядало б так само, якби ми пливли на кораблі і не помічали рух предметів та об'єктів на ньому.

Повний оборот навколо осі завершується протягом однієї зіркової доби, що складається з 23 годин 56 хвилин і 4 секунд. За цей період то одна, то інша сторона планети повертається до Сонця, отримуючи від нього різну кількість тепла і світла. Крім цього обертання Землі навколо осі впливає на її форму (плескаті полюси - результат обертання планети навколо осі) і на відхилення при русі тіл у горизонтальній площині (річки, течії та вітру Південної півкулі відхиляються вліво, Північної - вправо).

Лінійна та кутова швидкість обертання

(Обертання Землі)

Лінійна швидкість обертання Землі навколо осі - 465 м/с або 1674 км/год у зоні екватора, у міру віддалення від нього швидкість поступово сповільнюється, на Північному та Південному полюсах вона дорівнює нулю. Наприклад, для громадян екваторіального міста Кіто (столиця Еквадору в Південній Америці) швидкість обертання якраз 465 м/с, а для москвичів, що живуть на 55 паралелі на північ від екватора, - 260 м/с (майже вдвічі менше) .

Щорічно швидкість обертання навколо осі знижується на 4 мілісекунди, що пов'язано із впливом Місяця на силу морських та океанічних відливів та припливів. Притягання Місяця «тягне» воду у напрямку, протилежному до осьового обертання Землі, утворюючи незначну силу тертя, що уповільнює швидкість обертання на 4 мілісекунди. Швидкість кутового обертання залишається скрізь однаковою, її значення – 15 градусів на годину.

Чому день змінюється вночі

(Зміна дня та ночі)

Час повного обороту Землі навколо осі – одна зіркова доба (23 години 56 хвилин 4 секунди), за цей часовий проміжок освітлена Сонцем сторона спочатку знаходиться «у владі» дня, тіньова – ночі, а потім навпаки.

Якщо Земля оберталася б по іншому і одна її сторона була постійно повернена до Сонця, то там була б висока температура (до 100 градусів Цельсія) і вся вода б випарувалася, на іншій б стороні - навпаки лютували морози і вода знаходилася під товстим шаром льоду. І перші, і другі умови були б неприйнятними для розвитку життя та існування людського образу.

Чому змінюються пори року

(Зміна пір року на Землі)

Внаслідок того, що вісь нахилена по відношенню до земної поверхні під певним кутом, її ділянки отримують у різний час різну кількість тепла і світла, що зумовлює зміну пір року. За астрономічними параметрами, необхідними для визначення пори року, за точки відліку беруть деякі моменти часу: для літа та зими це Дні сонцестояння (21 червня та 22 грудня), для весни та осені – Рівненства (20 березня та 23 вересня). З вересня по березень Північна півкуля повернута до Сонця менше часу і відповідно отримує менше тепла і світла, привіт зимушка-зима, Південна півкуля в цей час отримує багато тепла і світла, нехай живе літо! Проходить 6 місяців і Земля переходить на протилежну точку своєї орбіти і вже Північна півкуля отримує більше тепла та світла, дні стають довшими, Сонце піднімається вище – настає літо.

Якби Земля розташовувалася по відношенню до Сонця виключно у вертикальному положенні, то пори року взагалі б не існувало, адже всі точки на освітленій Сонцем половині отримували б однакову і рівномірну кількість тепла та світла.

Земля обертається навколо Сонця по еліптичній орбіті зі швидкістю 29,8 км\с, роблячи повний оборот за 365 діб. 6 год. 9 хв. 9,6 сек. Це зірковий, або сидеричний, рік - Проміжок часу між двома послідовними проходженнями Землі через ту саму точку орбіти. Через зоряний рік спостерігач побачить Сонце біля тієї ж зірки, де воно було рік тому. Однак діяльність людей пов'язана не із зоряним часом: вона підпорядкована сонячному часу. Проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через точку весняного рівнодення називають тропічним роком, тривалість якого дорівнює 365 діб. 5 год. 48 хв. 46сек.

Довжина орбіти – 940 млн км. Сонце розташоване в одному з фокусів орбіти Землі, внаслідок чого відстань між Землею та Сонцем протягом року змінюється від 152 ( афелій - 5 липня) до 149 ( перигелій - 3 січня) млн. км.

Вісь Землі нахилена до площини орбіти під кутом 66  30  . У процесі руху вісь переміщається поступально і паралельно до самої себе, тому Земля займає 4 характерні положення: рівнодення та сонцестояння . У дні рівнодення, 21 березня і 23 вересня, зенітальний промінь Сонця падає на екватор, межа світла і тіні проходить через полюси і ділить кожну паралель на рівні частини, тому день дорівнює ночі на всіх широтах. При цьому північна та південна півкулі отримують тепло і світло порівну.

У день літнього сонцестояння, 22 червня, Сонце у зеніті над північним тропіком, межа світла та тіні є дотичною до ліній полярних кіл. Світло і тепло отримує більша частина північної півкулі, тому тут літо, а все заполяр'я його освітлене, тому полярний день. Південна півкуля отримує мінімум тепла і світла, тому там зима, а його заполяр'я перебуває у положенні полярної ночі.

У день зимового сонцестояння, 22 грудня, Сонце у зеніті над південним тропіком та освітлення півкуль міняється протилежно.

Таким чином, зміна пір року обумовлена обертанням Землі навколо Сонця при похилому положенні осі. Зі зміною пір року пов'язана сезонна ритміка процесів та явищ у географічній оболонці.

Савцова Т.М. Загальне землезнавство, М., 2003, стор 45-50

Мільков Ф.М. "Загальне землезнавство", М., 1990, стор 59-62

Любушкіна С.Г Загальне землезнавство, М., 2004, стор 19-22

ЛЗ 7-8. Планетарні чинники формування ГО. Осьове обертання Землі

1. Докази осьового обертання Землі

2. Наслідки осьового обертання Землі

1. Докази осьового обертання Землі

Земля обертається навколо осі із заходу Схід, здійснюючи повний оборот за 23 год. 56 хв. 4 с. (Зоряна доба). Кутова швидкість всіх точок Землі однакова: 15год (360  год.). Лінійна швидкість їх залежить від тієї відстані, яку точки мають пройти за період добового обертання. Максимальна лінійна швидкість на екваторі – 464 м/с, на полюсах –0, інших широтах обчислюється по формуле:

V    cos  м/с, де  - широта місця

Одним із доказів добового обертання Землі є досвід Фуко, що дозволяє спостерігати обертання Землі та визначати кутову швидкість.

W   sin  ( - широта місця)

Відхилення падаючих тіл на схід, що спостерігається досвідченим шляхом, також свідчить про обертання Землі навколо своєї осі.

1. Добове обертання Землі та її значення для географічної оболонки

Земля здійснює 11 різних рухів, у тому числі важливе географічне значення мають такі: 1)добовое обертання навколо осі; 2) річне звернення навколо Сонця; 3) рух навколо загального центру ваги системи Земля-Місяць.

Вісь обертання Землі відхилена від перпендикуляра до площини екліптики на 230—26,5°. Кут нахилу під час руху орбітою навколо Сонця зберігається.

Осьове обертання Землі відбувається із заходу Схід чи проти годинникової стрілки, якщо дивитися з Північного полюса Миру. Цей напрямок руху притаманний всій Галактиці.

Час обороту Землі навколо своєї осі може бути визначено Сонцем і зірок. Сонячною добою називається проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через меридіан точки спостереження. У зв'язку зі складністю руху Сонця та Землі справжня сонячна доба змінюється. Тому для визначення середнього сонячного часу застосовуються таку добу, тривалість якої дорівнює середній довжині доби протягом року.

У зв'язку з тим, що Земля рухається в тому ж напрямку, в якому обертається навколо своєї осі, то сонячна доба дещо довша за дійсний час повного обороту Землі. Справжній час повного обороту Землі визначається часом між двома проходженнями зірки через меридіан цього місця. Зоряна доба дорівнює 23 годин 56 хвилин і 4 секунд. Це і є час добового обороту Землі.

Кутова швидкість обертання, т. е. кут, який повертається якась точка лежить на поверхні Землі за будь-який відрізок часу, однакова всім широт. За годину точка пробігає 150 (3600: 24 години = 150). Лінійна швидкість залежить від широти. На екваторі вона дорівнює 464 м/сек, у бік полюсів зменшується.

Час доби - ранок, день, вечір і ніч - на тому самому меридіані починаються одночасно. Проте трудова діяльність людей різних частинах Землі вимагає узгодженого рахунки часу. З цією метою запроваджено поясний час.

Сутність поясного часу полягає в тому, що Земля відповідно до кількості годин на добу меридіанами ділиться на 24 пояси, що йдуть від одного до іншого полюса. Ширина кожного пояса дорівнює 150. Місцевий час середнього меридіана одного пояса від сусіднього пояса відрізняється на 1:00. Насправді межі часових поясів на суші проводяться не завжди по меридіанах, а часто за політичними та географічними рубежами.

Обертання Землі навколо своєї осі дає об'єктивну основу для побудови градусної сітки. У сфері, що обертається, об'єктивно виділяються дві точки, до яких може бути прив'язана координатна сітка. Ці точки - полюси, які беруть участь у обертанні, і тому нерухомі.

Вісь обертання Землі – це пряма, що проходить через центр її маси, навколо якої обертається наша планета. Крапки перетину осі обертання з поверхнею Землі називаються географічними полюсами; їх два - північний та південний. Північним полюсом називається той, з якого планета обертається проти годинникової стрілки, як і вся Галактика.

Лінія перетину великого кола, площина якого перпендикулярна до осі обертання, з поверхнею земної кулі називається географічним або земним екватором. Можна сказати, що екватором називається лінія, яка у всіх точках дорівнює від полюсів. Екватор ділить Землю на дві півкулі: північну та південну. Протилежність між північною та південною півкулями не тільки чисто геометрична. Екватор - це лінія зміни пір року і відхилення тіл, що рухаються вправо і вліво, а також це видимий шлях руху Сонця і всього небосхилу.

Малі кола, площини яких паралельні екваторіальній, перетинаючись із земною поверхнею, утворюють географічні паралелі. Відстань паралелей, так само як і всіх інших точок, від екватора виражається географічною широтою. З погляду обертального руху Землі географічна широта - це кут між площиною земного екватора і вертикальною лінією у цій точці. При цьому Земля приймається за однорідну кулю радіусом 6371 км. У цьому випадку географічну широту можна розуміти як віддаленість точки від екватора в градусах. На відміну від географічної широти, геодезична широта визначається як на кулі, а й у сфероїді як кут між площиною екватора і нормаллю до сфероїду у цій точці.

Лінія перетину великого кола, що проходить через географічні полюси і через точку, з поверхнею земної кулі називається меридіаном даної точки. Площина меридіана перпендикулярна до горизонту. Лінія перетину цих двох площин і називається південною лінією. Для визначення початкового меридіана об'єктивного критерію немає. За міжнародною угодою в якості початкової прийнято меридіан обсерваторії в Грінвічі (околиці Лондона).

Від початкового меридіана ведеться рахунок довгот. Географічною довготою називається двогранний кут між площинами меридіанів: початкової та шуканої точки, або відстань у градусах від початкового меридіана до певного місця. Рахунок довгот можна вести в один бік, у напрямку руху Землі, тобто із заходу на схід, а можна й у дві сторони. Це правило, проте, допускає винятки: наприклад, мис Дежнева, крайню точку Азії, можна вважати як у 1700 з.д., і на 1900 в.д.

Умовність рахунку довгот дозволяє ділити Землю за початковому меридіану, а, по принципу повного охоплення материків.

Для географічної оболонки та природи Землі в цілому осьове обертання Землі має велике значення, зокрема:

1. Осьове обертання Землі створює основну одиницю часу - добу, що поділяє Землю на дві частини - освітлену та неосвітлену. З цією одиницею часу у процесі еволюції органічного світу виявилася узгодженою фізіологічна діяльність тварин та рослин. Зміна напруги (робота) та ослаблення (відпочинок) є внутрішня потреба всіх живих організмів. Очевидно, головним синхронізатором біологічних ритмів виступає чергування світла та темряви. З цим чергуванням пов'язана ритміка фотосинтезу, клітинного поділу та зростання, дихання, світіння водоростей та багато інших явищ у географічній оболонці.

Від доби залежить найважливіша риса теплового режиму земної поверхні – зміна денного нагрівання та нічного охолодження. У цьому важлива як ця зміна як така, а й тривалість періодів нагрівання і охолодження.

Добова ритміка проявляється і в неживій природі: у нагріванні та охолодженні гірських порід та вивітрюванні, температурному режимі, температурі повітря, наземних опадах тощо.

2. Найважливіше значення обертання географічного простору полягає у поділі його на праве та ліве. Це призводить до відхилення шляхів тіл, що рухаються вправо в північній півкулі і вліво в південній півкулі.

Ще в 1835 р. математик Гюстав Коріоліс сформулював теорію відносного руху тіл у системі відліку, що обертається. Географічний простір, що обертається, і є такою нерухомою системою. Відхилення руху вправо чи вліво отримало назву коріолісової сили або коріолісового прискорення. Сутність цього явища полягає в наступному. Напрямок руху тіл, природно, прямолінійний щодо осі Миру. Але на Землі воно відбувається на сфері, що обертається. Під тілом, що рухається, площина горизонту повертається вліво в північній півкулі і вправо в південній півкулі. Оскільки спостерігач знаходиться на твердій поверхні сфери, що обертається, то йому здається, що тіло, що рухається, відхиляється вправо, тоді як насправді площина горизонту йде ліворуч. Дію коріолісової сили піддаються всі маси, що переміщаються на Землі: вода в океанічних і морських течіях, повітряні маси в процесі циркуляції атмосфери, речовина в ядрі та мантії.

3. Обертання Землі (разом із кулястою формою) у полі сонячної радіації (світло і тепло) визначає західно-східне протягом природних зон і географічних поясів.
4. Завдяки обертанню Землі, невпорядковані в різних місцях висхідні та низхідні струми повітря набувають переважної спіральності. Цій закономірності підпорядковуються повітряні маси, океанічні води, і навіть, мабуть, речовина ядра.
2. Річне обертання Землі навколо Сонця та його географічне значення

Повний оберт навколо Сонця Земля здійснює за 365 днів 6 годин 9 хвилин і 9 секунд. Після закінчення зоряного року спостерігач із Землі побачить Сонце біля тієї ж зірки, де воно рівно було рік тому. Тропічний рік, тобто проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через точки весняного рівнодення, триває 365 днів, 5 годин 48 хвилин і 46 секунд. Тропічний рік приблизно на 20 хвилин коротший за зірковий рік.

Шлях річного руху Землі, або орбіта, має форму еліпса, в одному із фокусів якого знаходиться Сонце. Звідси випливає, що відстань від Землі до Сонця змінюється протягом року. Найближче до Сонця, чи перигелії, Земля буває 3 січня. У цей день відстань від Землі до Сонця дорівнює 147000000 км. 5 липня, в афелії, Земля віддаляється від Сонця на 152 000 000 км. Довжина земної орбіти становить близько 940 000 000 км. Цей шлях Земля побігає із середньою швидкістю 107 тис. км/год, або 29,8 км/сек. У афелії швидкість зменшується до 29,3 км/сек, а перигелії зростає до 30,3 км/сек.

Оборот Землі навколо Сонця дає другу основну одиницю часу – рік. На відміну від добового обертання рік зумовлений не самим зверненням Землі навколо Сонця і навіть не зміною відстані до нього, а тим, що вісь обертання Землі нахилена до площини орбіти. Кут нахилу - 66 0 33 "15"".

У процесі річного руху земна вісь залишається у незмінному становищі, тобто завжди паралельною собі. Це при різному положенні Землі по відношенню до Сонця обумовлює зміну освітлення та нагрівання північної та південної півкуль за сезонами року. Розглянемо докладніше ці найважливіші геофізичні явища.

21 березня і 23 вересня нахил земної осі нейтральний по відношенню до Сонця. У ці дні сонячні промені прямовисно падають на екватор, північна і південна півкулі аж до полюсів висвітлюються рівномірно; на всіх широтах день і ніч продовжуються по 12 годин. Тому ці числа називаються днями рівнодення.
21 червня Земля займає таке становище, у якому її вісь північним кінцем нахилена до Сонця. Тому прямовисні промені падають вже не на екватор, а на північ від його на кутову відстань, рівну нахилу площини екватора до площини орбіти або екліптики, тобто на 23033 "(900 - 660 33" = 230 27").

При добовому обороті Землі прямо промені, що прямовисно падають, опишуть на ній лінію, на північ від якої Сонце ніколи не буває в зеніті. Ця лінія називається північним тропіком чи північним поворотним колом. Північне поворотне коло називається також тропіком Рака на ім'я сузір'я, в якому знаходиться в цей час Сонце. Південне поворотне коло інакше називається тропіком Козерога. Числа, в які Сонце буває на тропіках у зеніті, називається днями сонцестояння.

У високих північних широтах у день літнього сонцестояння цілодобово висвітлюється як полюс, а й простір його до широти 66033" чи Північного полярного кола.

У південній півкулі цього дня сонячний промінь утворює дотичну до поверхні кулі теж на широті 660 33", але так, що весь простір за цією лінією, або південним полярним кругом 22 червня не освітлюється. Вже наступного дня, 23 червня, Сонце зміщується від тропіка у бік екватора На Північному полярному колі настає коротка ніч, а на південному Сонці вдень піднімається над горизонтом.

Тривалість дня у північній півкулі послідовно зменшується, а у південній півкулі збільшується до осіннього рівнодення – 23 вересня.

22 грудня, в день зимового сонцестояння, прямовисні промені падають на південний тропік, а північні полярні країни, починаючи від Північного полярного кола, не висвітлюються. На Південному полярному колі і далі до полюса Сонце цілодобово перебуває вище лінії горизонту. Так триває до дня весняного рівнодення – 21 березня.

Таким чином, тропіками, або поворотними колами (грецьк. tropikos - коло повороту), називаються паралелі 230 27" південної та північної широти, на яких один раз на рік у дні сонцестоянь опівдні Сонце буває в зеніті. Полярними колами називаються паралелі 660 33" північної та південної широти, на яких один раз на рік у дні літнього сонцестояння Сонце не заходить, а в дні зимового сонцестояння не сходить.

Рік - це не лише одиниця виміру часу, а й тривалість сезонних циклів багатьох явищ у живій та неживій природі: сезонна зміна погод, встановлення та сходження снігового покриву в помірних широтах, річний режим річок та озер, сезонна ритміка у житті рослин та тварин. У природі практично немає тіл та явищ, які не відчували б на собі вплив сезонної ритміки.

3. Пояси освітлення

Сезони року (весна, літо, осінь, зима) виявляються не однозначно для півкуль, а за певними поясами, які отримали в географічній літературі назву поясів освітлення. Усього налічується 13 поясів освітлення. Розглянемо ці пояси докладніше.

Екваторіальний пояс розташовується по обидва боки від екватора та обмежений паралелями 100с. і 100пд.ш. Південна висота Сонця у поясі коливається від 90 до 56,50; день і ніч тут майже завжди рівні, сутінки дуже короткі, зміни пір року немає.

Тропічні пояси:

Північний тропічний пояс обмежений паралелями 100 пн.ш і 23, 50 пн.ш.,

Південний тропічний пояс - 100 пд.ш. та 230 пд.ш.

Південна висота Сонця в межах тропічних поясів коливається від 90 до 470, тривалість дня та ночі змінюється від 10,5 до 13,5 годин; сутінки короткі, є два сезони року, що мало відрізняються за температурою.

Субтропічні пояси:

Північний субтропічний пояс: 23,50 пн.ш. - 400 пн.ш.,

Південний субтропічний пояс: 23,50 пд.ш. - 400 пд.ш.

У зеніті Сонце не більше субтропічних поясів. Висота Сонця поблизу тропіка в літнє півріччя наближається до 900, але в протилежної кордону взимку зменшується до 26,50. Тривалість дня та ночі для крайніх широт коливається від 9 годин 09 хвилин до 14 годин 51 хвилини. Сутінки нетривалі, часто виражені зима і літо, слабкіше виражені весна та осінь.

Помірні пояси:

Північний помірний пояс: 400 пн.ш - 580 пн.ш.,

Південний помірний пояс: 400 пд.ш. - 580 пд.ш.

Південна висота Сонця на полярному кордоні змінюється від 8,50 взимку до 55,50 влітку. Тривалість дня та ночі коливається від 18 до 6 години. Сутінки тривалі. Чітко виражені всі чотири пори року (весна, літо, осінь, зима). Зима та літо приблизно рівні.

Пояси літніх ночей та коротких зимових днів:

Північний пояс літніх ночей та коротких зимових днів: 580 пн.ш. - 66, 50 пн.ш.,

Південний пояс літніх ночей та коротких зимових днів: 580 пд.ш. - 66,5 0 пд.ш.

Висота Сонця опівдні на полярних кордонах змінюється від 53,50 літом до 00 взимку. Близько дня літнього сонцестояння бувають білі ночі, взимку - сутінкові дні, виражені всі чотири пори року, зима довша за літо.

Субполярні пояси:

Північний субполярний пояс: 66,50 пн.ш. - 74,50 пн.ш.

Південний субполярний пояс: 66,50 пд.ш. - 74,70 пд.ш.

Полярні межі субполярних поясів визначаються опусканням Сонця в дні зимових сонцестоянь для відповідних півкуль нижче за горизонт на 80. Тому полярна ніч у цьому поясі носить характер сутінків, або є «білою»; вона продовжується від 1 доби у полярних кіл до 103 діб на полярних межах. Літня висота Сонця коливається від 47 до 390.

Полярні пояси:

Північний полярний пояс: 74,50 пн.ш. - 900 пн.ш.,

Південний полярний пояс: 74,50 пн.ш. - 900 пд.ш.

Сонце не сходить у Північній півкулі від 103 до 179 діб; найбільша висота Сонця на полюсах – 23,50; пори року збігаються з днем та вночі.

4. Рух подвійної планети Земля-Місяць і приливне тертя

Всесвітнє тяжіння врівноважується всесвітнім відштовхуванням. Суть тяжіння (гравітації) полягає в тому, що всі тіла притягуються один до одного пропорційно до їх мас і назад пропорційно квадрату відстані між ними. Відштовхування - це відцентрова сила, що виникає при обертанні та обігу небесних тіл. Земля і Місяць взаємно притягуються, але Місяць неспроможна впасти Землю, оскільки вона обертається навколо Землі і цим прагне від нього піти.

Відповідність тяжіння та відштовхування відносна, не повна. Відстань між Землею та Місяцем така, що сили їх взаємного тяжіння точно рівні відцентровій силі, що виникає під час руху цих планет навколо загального центру тяжіння. Місяць у 81,5 рази менший за Землю; тому загальний центр тяжкості системи Земля-Луна розташований між ними, а всередині Землі, на відстані від центру Землі на 0,73 земного радіуса.

Рівновага тяжіння та відштовхування справедлива для центрів планет. Однак воно не поширюється на окремі точки Землі. Тому відбувається обурення поля сили тяжіння, що викликає припливи та відливи.

Тяжіння Місяця діє на кожну точку поверхні Землі і всюди спрямоване у бік Місяця. Однак через великі розміри земної кулі величина його, обернено пропорційна квадрату відстані, всюди різна. Сторона Землі, яка зараз звернена до Місяця, притягується найсильніше. На протилежному боці тяжіння слабше. Різниця у тяжінні становить близько 10%.

Взаємодія двох сил - сили тяжіння і відцентрової сили - і є сила припливутворення.

Найкраще припливи виражені у Світовому океані. Однак на припливотворну силу реагує і мантія, а отже, і земна кора, і, ймовірно, ядро.

Встановлено, що в Москві, наприклад, сила припливу досягає 50 см. Це означає, що двічі на добу земна поверхня плавно піднімається на півметра, а потім також плавно опускається.

Приливної хвилі пручаються сили зчеплення. Частки взаємно переміщаються, долаючи внутрішнє тертя. Це і є приливне тертя. Нею витрачається енергія обертання Землі.

Обертання Землі в геологічному часі поступово сповільнюється. В археї доба тривала, ймовірно, 20 годин. Залежно від зменшення швидкості обертання перебудовується фігура Землі та змінюється рельєф літосфери.