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.
ТОП-2 статьикоторые читают вместе с этой
- 1. Планеты Солнечной системы по порядку
- 2. Пояса освещенности
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.
2. Почему в астрономических календарях длительность времен года выражается не только в целых сутках, но и в долях суток?
3. Компенсируется ли чем-нибудь меньшая продолжительность теплых сезонов года на южном полушарии Земли?
4. «Одна из маленьких планет в этой системе — Земля, несовершенная уже потому, что вертится вокруг своей оси наклонно, а не прямо и потому получает от Солнца необходимой теплоты! Неизведанные, неизмеримые пространства полюсов недоступны людям. А было время, когда на Северном полюсе, согретом отвесными лучами Солнца, была такая роскошная растительность, какая встречается теперь только у экватора. Это было тогда, когда Земля вращалась вокруг оси вертикально, когда не было времен года и день равнялся ночи. Землю населяли те страшные по виду, но кроткие духом огромные животные, кости которых теперь находят в пластах каменного угля». Это было написано до того, как люди побывали на полюсах. Сделав на это скидку, найдите все неточности и противоречия, какие имеются в этом высказывании.
5. «По астрономическому положению Земля не очень выгодная планета. Ось ее вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом в 23,5њ обусловливая резкую разницу в климатах… если, например, ось вращения планеты перпендикулярна к плоскости ее движения вокруг — одно и то же время года будет царствовать везде» Найдите в этом отрывке неточности.
6. «Какие же удивительные подвиги может совершить человек теперь, а тем более в будущем? Изменит ли он наклон земной оси, чтобы по всей планете установить праздник вечной весны?» Можно ли при каком-либо постоянном наклоне земной оси к плоскости ее орбиты добиться на всей поверхности земного шара «вечной весны»?
. «Ночь казалась бесконечно длинной. Наконец, наступил рассвет… Солнце всходило на Западе» Здесь рассказывается о переходе карфагенян через экватор с северного полушария в южное. Найдите допущенную автором ошибку. Почему ночи на экваторе европейцам кажутся очень длинными?
. «В полдень оно (Солнце) стоит почти в зените… в обед светит даже немножко с севера — мы ведь уже в южном полушарии. Но восходит оно все равно на востоке и заходит на западе». Что здесь верно и что неверно? В каком месяце года это происходило?
9. «В 11њ (ю.ш.) Солнце осталось уже над нашей головой и не пошло к югу. Один из рулевых с недоумением донес об этом штурману». Это произошло в прошлом столетии, в первой половине февраля по старому стилю. «Паллада уже некоторое время находилась в южном полушарии. Почему же особенности движения Солнца на этом полушарии не сразу были замечены? (Для ответа на вопрос используйте ШАК).
10. Как узнать с помощью компаса, что мы находимся в южном полушарии Земли?
11. «Солнце нам очень пригодится. Кстати, смотрите, сейчас ровно полдень, и оно у нас прямо над головой. — На экваторе всегда так, — пробормотал я… — об этом написано во всех учебниках географии». Что здесь неверно сказано?
12. «Был полдень. Солнце стояло отвесно. Над полями висели, распластавшись, ястребы». Это происходило в начале лета в Псковской области. Вычислите максимальную высоту Солнца над горизонтом на широте Пскова (57њ 48′ с.ш.).
13. «Теплые лучи Солнца отвесно падали сверху, свежий ветерок играл волосами на крытых головах, шевелил металлические хоругви». Это было утром 19 января на Украине, средняя широта которой 49њ . Найдите полуденную высоту Солнца в указанный день, приняв склонение равным — 20њ .
14. «К полудню вы уже напрасно будете оглядываться в поисках своей тени. Солнце повисло прямо над головой, а тень скрылась под подошвами». Определите месяц действия (Дели, 28њ40′ с.ш.).
15. Задумав вычислить размеры земного шара, Эратосфен использовал слухи о том, что в дни летних солнцестояний в Сиене (теперешний Асуан) Солнце в полдень заглядывает в самые глубокие колодцы, что возможно лишь в том случае, если Солнце там в эти дни бывает в зените. А это в свою очередь возможно лишь тогда, когда данный пункт расположен между тропиками (Сиена находится возле тропика Рака). Кроме того, водители караванов уверяли Эратосфена, что, идя из Александрии в Сиену, они все время движутся точно к югу или, выражаясь современным языком, все время идут по одному и тому же меридиану. Проверьте, так ли все было на самом деле?
16. «…Весь праздник за стенами собора, на улицах, под таким октябрьским солнцем, какого у нас (т.е. в Москве) не знают и в июле». Здесь идет речь о 12 октября в Сарагосе (41њ 35′ с.ш.). Проверьте, нет ли здесь преувеличения.
17. «На Кавказе Солнце — два наших Солнца! — воскликнул москвич». Приняв среднюю широту Кавказа за 43њ, проверьте, насколько это заявление отклоняется от действительности.
ОТВЕТЫ
1. Нет.
| Весна | Лето | Осень | Зима | |
| На северном полушарии | 93 | 93 | 90 | 89 сут |
| На южном полушарии | 90 | 89 | 93 | 93 сут |
2. Потому что их отсчитывают от моментов равноденствий и солнцестояний, а эти моменты наступают в разные часы суток.
3. Да, более близким расстоянием Земли от Солнца. Однако воздействие холодной Антарктиды на температуру воды и воздуха на южном полушарии гораздо существеннее.
4. 1) Как бы ни вращалась вокруг любой оси Земля, количество энергии, падающее на нее с Солнца, от этого не изменилось бы. 2) Если бы ось Земли была перпендикулярна к плоскости ее орбиты, то Солнце не освещало бы Северный полюс отвесными лучами, они скользили бы по нему параллельно плоскости горизонта и согревали бы полюс даже слабее, чем согревают его сейчас в летнее время. 3) Хотя при таком расположении земной оси на Земле и не было бы времен года, однако климатические зоны сохранились бы, правда, не в теперешних своих границах.
5.1) Ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты под углом в 66њ,6. 2) При перпендикулярности оси Земли к плоскости ее орбиты времен года не было бы, но разница в климатах различных мест на Земле сохранилась бы, так что никоим образом нельзя говорить о каком-то едином времени года для всего земного шара.
6.Нет, так как при любом наклоне земной оси одни места Земли будут нагреваться сильнее, другие слабее. Чтобы все места на Земле нагревались Солнцем одинаково, нужно было бы заставить ее вращаться вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, и с достаточной быстротой.
7. 1) На южном полушарии Земли, так же как и на северном. Солнце восходит на востоке и заходит на западе. 2) Потому что ночи там круглый год продолжаются по 12 ч, а европейцы привыкли к более коротким ночам в жаркое время года.
8. Солнце отклоняется к северу не «в обед», а тогда, когда оно ближе всего к зениту, т. е. по часам автора в полдень. Так как здесь речь идет о переходе через тропик Рака, а Солнце на этом тропике и несколько к югу от него бывает в зените в дни летних солнцестояний, то дело происходило в середине — конце июня или в начале июля.
9. В прошлом столетии старый стиль отставал от нового на 12 сут, следовательно, первая половина февраля соответствует примерно двадцатым числам его по новому стилю. Склонение Солнца в эти дни составляет примерно 11њ и в дальнейшем доходит до нуля. Следовательно, на 11њ ю.ш. Солнце в последних числах февраля в полдень должно стоять в зените или очень близко от него. А до этих дней склонение Солнца менялось от -17њ до -12њ, и в полдень оно несколько отклонялось к югу.
10. На южном полушарии в полдень стрелка компаса будет указывать на Солнце своим северным полюсом.
11. На экваторе Солнце бывает прямо над головой только в дни равноденствий. Кроме того, сомнительно, чтобы полдень на часах, идущих по гражданскому времени, совпал с истинным солнечным полуднем.
12. 55њ38ў » 56њ.
13. 20њ57ў » 21њ в полдень, а утрем еще меньше. Об отвесности лучей не может быть и речи.
14. Севернее +23њ27ў с.ш. Солнце в зените не бывает. Максимальная высота Солнца в Дели в день летнего солнцестояния бывает равна 85њ. При такой высоте Солнца человек ростом в 1,6 м отбрасывает от себя тень длиной всего в 14 см, которая даже при небольшом наклоне человека вполне может спрятаться под подошвы. Итак, описываемое могло происходить с середины июня до первых чисел июля, когда склонение Солнца приблизительно равно +23њ.
15. Нет. Асуан расположен несколько севернее тропика Рака. Значит колодцы, о которых рассказывали Эратосфену, были довольно широки и не очень глубоки. Недостоверно и другое утверждение путешественников: Асуан лежит восточнее Александрии.
16. Высота Солнца в Москве в полдень 16 июля составляет 55њ58′ » 56њ. Высота Солнца в полдень 12 октября в Сарагосе 41њ30ў » 41њ. Солнце в октябре в Сарагосе светит несколько слабее, чем в июле в Москве (использован Школьный астрономический календарь на 1955 г.).
17. Максимальная высота Солнца на средней широте Кавказа составляет 70њ43′, а в Москве 57њ58′. Отношение синусов этих углов составляет 0,9439:0,8477 » 1,1. Итак, Солнце на Кавказе летом светит лишь в 1,1 раза сильнее, чем в Москве.
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.
