Время и вращение Земли
Земля не стоит на месте, а находится в непрерывном движении.
Вращение Земли вокруг Солнца — определяющий процесс, от которого зависит наличие жизни на планете. От того, какой стороной планета повернута и какое место занимает в Солнечной системе, зависят погодные условия, стабильность атмосферы, биосферы и другие важные условия для жизни организмов.
Именно потому, что Земля вращается вокруг Солнца и в то же самое время вокруг своей собственной оси, абсолютно на всех участках данной планеты происходит периодическая смена дня и ночи, а также последовательная смена четырех времен года.
Происхождение вращения Земли
Самая распространенная теория объясняет это процессами, шедшими во времена образования планет. Облака космической пыли «сбивались в кучу», образуя зародыши планет, к ним притягивались другие более или менее крупные космические тела. Столкновения с этими телами и могли придать вращение будущим планетам. А дальше планеты продолжали вращаться по инерции.
Почему Земля не падает на Солнце?
Когда Земля вращается вокруг Солнца, вырабатывается центробежная сила, которая пытается постоянно отбросить нашу планету. Но у неё это не получится. А всё потому, что Земля всегда движется вокруг светила с одинаковой скоростью и находится от него на безопасном расстоянии, соотносимом с центробежной силой, с которой Землю и пытаются выбить с орбиты. Вот почему Земля не падает на Солнце и не улетает в космос, а продолжает двигаться по заданной траектории.
Вращение Земли вокруг своей оси
Планета делает обороты вокруг самой себя по направлению с запада на восток. Мы не ощущаем этого процесса потому, что все предметы движутся одновременно и параллельно друг другу вместе с космическим телом. Во время вращения Земли вокруг своей оси остаются неподвижными только две точки: Северный и Южный полюса. Если их соединить воображаемой линией, то получится ось, вокруг которой вращается Земля.
Земная ось не перпендикулярна, а находится под углом 23,5° к земной орбите.
Осевое вращение Земли вокруг Солнца
Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.
Сутки делятся на 24 часа (1440 минут, или 86 400 секунд) и условно делятся на четыре характерных интервала — утро, день, вечер и ночь.
Календарные сутки составляют недели, месяцы.
Вращение планеты имеет такие особенности и последствия:
- Если смотреть с Северного полюса, то планета вращается против часовой стрелки.
- Угол вращения составляет 15 градусов в час и в любой точке Земли одинаков.
- Линейная скорость оборотов по всей территории планеты неоднородна. На полюсах она равна нулю и по мере приближения к экватору увеличивается Наглядно это выглядит следующим образом. Город Кито находится вблизи линии экватора, значит, он и его жители незаметно для себя совершают вместе с Землёй поворот на скорости 465 м/с. А вот скорость вращения москвичей, проживающих гораздо севернее экватора, будет почти в два раза меньше: 260 м/с
- На экваторе скорость вращения составляет примерно 1668 км/ч.
Истинное и среднее солнечное время
Местное истинное солнечное время определяется положением Солнца. Вследствие того, что орбита, по которой Земля движется вокруг Солнца, не является окружностью, а ось Земли имеет наклон (из-за чего на Земле происходит смена времен года), истинное солнечное время неравномерно. Максимальная разница в продолжительности истинных солнечных суток в течение года составляет примерно 50 с , а отклонение времени начала суток от его среднего значения может достигать 16 мин.
Точно местное истинное солнечное время можно узнать, измерив специальным астрономическим инструментом часовой угол Солнца. Приблизительно солнечное время можно узнать по солнечным часам (низкая точность которых обусловлена размытостью тени).
Местное истинное солнечное время использовалось в жизни обычного человека примерно до XVIII века. К концу XVIII века широкое распространение получили механические часы, конструкция которых всё более совершенствовалась. Различные государства постепенно начали пользоваться средним солнечным временем, предпочитая его истинному. Так в Женеве оно было введено с 1780, в Лондоне — с 1792, в Берлине — с 1810, в Париже — с 1816 года .
В настоящее время местное истинное солнечное время используется в основном астрономами. В широком распространении оно потеряло актуальность в конце XIX — начале XX века в связи с введением системы часовых поясов и поясного времени.
Интересный факт. Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.
Вращение Земли вокруг Солнца
Наша планета пятая по величине и третья по удаленности от Солнца. Она сформировалась из элементов солнечной туманности около 4,55 млрд лет назад.Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Вращение Земли вокруг Солнца
Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с. Такой цикл Земля проходит бесконечно, и от точности соблюдения траектории зависит жизнь на планете.
Чередование времен года
Совершая оборот вокруг Солнца, Земля движется по направлению с запада на восток. Во время своего путешествия это небесное тело не меняет угол наклона, поэтому на определенном участке орбиты она полностью обращена какой-то одной стороной. Этот период на планете воспринимается живым миром как лето, а на необращенной к Солнцу стороне в это время года будет царить зима. Благодаря постоянному движению на планете происходит смена сезонов.
Два раза в году на обоих Полушариях планеты устанавливается относительно одинаковое сезонное состояние. Земля в это время повернута к Солнцу таким образом, что оно равномерно освещает ее поверхность. Это происходит осенью и весной в дни равноденствия.
Високосный год
Земля делает один оборот вокруг собственной оси примерно за 23 часа 56 минут, а один оборот вокруг Солнца происходит за 365 дней и 6 часов. Эта разница периодов постепенно накапливается и один раз в 4 года у нас в календаре появляется лишний день (29 февраля), и такой год называется високосным.
Также на данный процесс оказывает определенное воздействие располагающаяся в непосредственной близости Луна, под действием гравитационного поля которой вращение Земли постепенно замедляется, а это свою очередь удлиняет сутки примерно на одну тысячную каждые 100 лет.
Что такое год?
Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано с вращением Земли вокруг Солнца (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:
- Тропический год: временной отрезок, за который Солнце возвращается в изначальное положение на небесной сфере (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли). Продолжительность – 365 дней 5 часов 48 минут 45.19 секунд (незначительно меняется каждый год).
- Сидерический: временной отрезок, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца и возвращается в начальную точку (отсчёт ведётся относительно звёзд, положение которых на небесной сфере изменяется очень медленно). Продолжительность — 365 дней 6 часов 9 минут 8,97 секунд.
- Аномалистический год: временной отрезок, за который наша планета возвращается в определённую точку собственной орбиты – перицентр. Продолжительность – 365 дней 6 часов 13 минут 52,6 секунд.
- Календарный год: временной отрезок, приближённо обозначающий полный сезонный цикл. Продолжительность 365 дней (в григорианском календаре).
Линия перемены дат
Земля вращается вокруг оси с запада на восток. При этом мореплаватели во главе с Магелланом придерживались противоположного направления. Они обогнули планету с востока на запад, увидев на один восход солнца меньше, чем за время путешествия встретили в Европе. Для того чтобы подобная досадная путаница не возникала каждый раз, когда кто-то решит обойти вокруг света, была проведена линия перемены дат.
Она практически полностью проходит по меридиану 180º и является границей, где время суток остается одинаковым, но изменяется календарная дата.
Например, если к западу от линии на календаре 18 мая, то к востоку — еще 17-е. При этом и там, и там часы показывают примерно одно и то же время.
В отличие от нулевого меридиана линия перемены дат практически не попадает на территорию суши. Благодаря этому в большинстве случаев при перемещении по планете не приходится вычитать или прибавлять один день. Как уже было сказано, основная часть линии совпадает с меридианом 180º. Она соединяет два полюса, попадая на сушу только в Антарктиде.
Правило
Смену дат необходимо проводить при пересечении линии. Если корабль движется с востока на запад, то его команде нужно увеличить календарное число на один. В случае перемещения в обратном направлении оно уменьшается. На отрезке, где временная граница отклоняется, огибая острова Океании, команда вправе менять дату, лишь преодолев меридиан 180º, если судно не будет заходить в один из портов, то есть не возникнет необходимость синхронизации с местным временем.
Получается, что при пересечении линии в определенном направлении можно дважды прожить один и тот же день. Некоторые романтики подгадывают такое путешествие под знаменательные даты: годовщину свадьбы, день рождения.
По своей сути, линия перемены дат лишь условная граница. В ее основе не лежат какие-то физические закономерности. Линия создана для удобства международного общения. Смена одной даты на другую при пересечении этой границы похожа на перевод часов при переходе на летнее или зимнее время. Эти действия помогают человеку соотнести свое движение или деятельность с космическими процессами, но напрямую из них не вытекают.
Видео
Источник
7 основных последствий движения вращения Земли
последствия вращательного движения земли они представлены на экологическом, климатологическом, земном и физическом уровнях, формируя жизнь каждого из людей, населяющих планету Земля.
Следует отметить, что Земля постоянно движется медленно, двигаясь вместе с остальной частью Солнечной системы, причем вращательное движение является одним из основных движений, влияющих на повседневную жизнь..
Движение вращения было открыто в 1543 году польским астрономом Николасом Коперником, как он объяснил в своей великой работе Книга революций небесных сфер.
В своей книге он объясняет постоянное движение, которое Земля совершает, поворачивая свою собственную земную ось с запада на восток.
Совершая это движение, Земля совершает полный оборот вокруг идеальной оси, проходящей через полюса, создавая впечатление, что небо вращается вокруг планеты..
С развитием гелиоцентрической теории Коперника было обнаружено, что Земля вращается вокруг Солнца, последнее является центром Вселенной..
В результате этого открытия были объявлены два основных движения Земли: вращение и перевод..
В то время как вращение отвечает за определение дней и ночей, это движение перемещения, которое заставляет Землю вращаться вокруг Солнца, движимое гравитацией, отвечает за определение времени года и его продолжительности..
Движение вращения жизненно важно для существования и поддержания жизни на планете.
Чтобы остановиться, все, что не было подвержено воздействию поверхности, полетело бы со скоростью 1600 км в час, создавая сильные ветры величиной с ядерным взрывом и вызывая цунами и продолжаясь в течение нынешних 365 дней, где шесть месяцев были бы чрезвычайно жаркими и оставшиеся шесть морозильных камер.
В дополнение к этому магнитные поля исчезли бы, заставляя поверхность подвергаться воздействию космических лучей. Вот почему это движение можно считать одним из самых важных, которые ежедневно выполняет Земля..
Основные последствия движения вращения Земли
экологическая
Череда дня и ночи
Земле требуется 24 часа, а именно солнечный день, чтобы сделать каждый оборот. Именно благодаря этому движению бывают дни и ночи, и когда вращение происходит с запада на восток, вы можете видеть, как солнце каждый день выходит на восток и прячется на западе..
Поскольку земля имеет сферическую форму, ее поверхность не может быть одновременно достигнута солнечными лучами, поэтому, когда одна область освещена, противоположная будет находиться в темноте, и это является вращательным движением, которое является основным ответственным за нее..
Это движение связано с тем, что половина земного шара освещена, а другая половина — в темноте..
Последовательность дней и ночей влияет на человека, устанавливая периоды его активности и отдыха в зависимости от района, в котором они находятся, а именно, на востоке или западе..
Точно так же движение влияет на образ жизни животных и циклы растений.
Определение времени и разницы во времени
Поскольку Земля вкладывает 24 часа в поворот своей оси, движущейся с запада на восток, именно поэтому в восточном полушарии наступает рассвет, а прошлой ночью — в западном, следовательно, время места зависит от различных точек. поверхности Земли, через которую Земля ежедневно движется вокруг своей оси вращения.
Вращательное движение устанавливает систему часовых поясов, которая состоит из деления дня на часы для всех на основе нулевого меридиана или меридиана Гринвича..
Часовые пояса или часовые пояса — это каждая из 24 частей, в которых земля разделена на меридианы, представляющие каждый часовой пояс один час дня, при этом существуют различия во времени между каждым шпинделем.
Наземная ротация позволяет установить законное время, которое помогает адаптировать время земного шара, помогая людям временно самоорганизоваться, особенно во время путешествий или установления личных и деловых отношений с другими странами..
климатологический
Изменение температуры
Из-за последствий смены дня и ночи земная поверхность в течение дня получает больше солнечного излучения, что приводит к тому, что днем температура выше, чем ночью..
земной
Форма земли
Делая постоянное вращательное движение, Земля генерирует центробежную силу, которая отвечает за текущую структуру Земли, делая ее немного сплющенной на северном и южном полюсах и выпуклой в середине, то есть в ее экваториальная зона.
Вращательное движение заставило землю приобрести форму эллипсоида, а именно геоид.
Установление кардинальных точек
Хотя Земля движется относительно воображаемой земной оси, именно эта ось создала воображаемое расположение в плоскости известных кардинальных точек: север, юг, восток и запад.
физическое
Отклонение тел в свободном падении
Принимая во внимание, что объекты притягиваются силой тяжести к центру Земли по линейной траектории при падении, это связано с движением земного вращения, при котором указанные объекты, очевидно, отклоняются к востоку при падении.
Отклонение от ветров и морских течений
Земля вращается с разной скоростью в разных точках поверхности, движется быстрее в экваторе и намного медленнее в полюсах, по этой причине ветры и морские потоки перемещаются с одной широты на другую с небольшим отклонением в направлении это напоминает движение циклонов.
Вращательное движение порождает известный «эффект Кориолиса», одно из самых интересных явлений, происходящих на Земле..
Этот эффект является силой, которой подвержены все жидкости планеты, заставляя массы воздуха и океанов отклоняться в предсказуемых направлениях..
Именно благодаря этому эффекту реки, океаны и ветры отклоняются вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии. Фундаментальный эффект в области метеорологии, аэронавтики и авиации.
Источник