Сторінка
2

Форма і рух Землі

Обертаючись навколо Сонця, Земля одночасно обертається навколо умовної осі (осьовий рух) з заходу на схід (в тому ж напрямку, в якому рухається по орбіті), здійснюючи повний оберт за одну добу (23 год. 56 хв. 4 сек.). Вісь обертання постійно нахилена до площини орбіти під кутом 66°33'. Основний наслідок осьового обертання Землі – зміна дня і ночі. Доказом обертання Землі навколо осі є маятник Фуко. Крім того, вагомими доказами руху Землі навколо своєї осі є відхилення тіл, що падають у північній півкулі вправо, а в південній – вліво, підмивання правих берегів рік у північній півкулі та ін. Швидкості обертання точок на поверхні Землі є найбільшими на екваторі і найменшими – на полюсах.

Зміна дня і ночі відбувається безперервно. Але двічі на рік в дні рівнодень (21 березня, 23 вересня) їх тривалість на всіх широтах однакова - 12 год. В ці дні Сонце знаходиться в зеніті над екватором. Світороздільна лінія проходить через полюс так, що одна половина Землі освічена, а інша знаходиться в тіні. Північна та південна півкулі отримують однакову кількість сонячного тепла. Найбільша його кількість потрапляє на екватор, де кут падіння сонячного проміння в цей час складає 90°. Від екватора до полюсів цей кут зменшується до 0°. Відповідно зменшується і кількість сонячного тепла.

Найдовший день і найкоротша ніч – в день літнього сонцестояння (в північній півкулі – це 22 червня, в південній – 22 грудня). 22 червня земна вісь нахилена північним кінцем в бік Сонця. Сонячні промені падають у цей час на північний тропік (23°30') під прямим кутом, світлороздільна лінія проходить так, що більша частина північної півкулі освітлена, на всіх широтах в цій півкулі день довший від ночі. На північ від Північного полярного кола (66°33' пн.ш.) полярна ніч, тривалістю до 24 год. на полярному колі і до половини року – на Північному полюсі. В південній півкулі 22 червня на всіх широтах день коротший від ночі, а південніше Південного полярного кола (66°30' пд.ш) – полярна ніч. Північна півкуля в цей час отримує більше тепла, ніж південна. Відповідно в північній півкулі – літо, в південній – зима.

Після літнього сонцестояння (22 червня), внаслідок переміщення Землі орбітою, в північній півкулі висота Сонця поступово зменшується, дні стають коротшими, ночі довшими. В південній півкулі, навпаки, Сонце піднімається вище, ночі стають коротшими. 22 вересня – день осіннього рівнодення, після якого південна півкуля отримує більше тепла, а північна менше. 22 грудня – день зимового сонцестояння, коли Сонце в зеніті над південним тропіком і максимальна кількість тепла припадає на південну півкулю. В цей час там літо, а в північній півкулі – зима.

На екваторі тривалість дня і ночі однакові. Кут падіння сонячних променів на поверхні майже не змінюється, сонце двічі в рік буває тут в зеніті, а тому зміни пір року немає. На полюсах, де півроку день і півроку ніч, зміна пір року і зміна дня та ночі загалом співпадають. Зміна дня і ночі та зміна пір року обумовлюють добові і річні ритми в природі.

Земля постійно отримує одну двохмільярдну частину енергії, що випромінює Сонце. Вона розподіляється нерівномірно. Поширення сонячного тепла на земній поверхні залежить від форми Землі, її руху і положення відносно Сонця. В залежності від висоти Сонця і від тривалості дня, тобто від освітленості Землі, виділяються пояси освітленості: жаркий, два помірні, два холодні. Вони обмежені тропіками і полярними колами. Тропіки - це уявні лінії на Землі, над якими Сонце буває в зеніті у дні сонцестояння: над Північним тропіком (23° 30' пн.ш.) 22 червня, над Південним тропіком (23° 30' пд.ш.) - 22 грудня. Це - межі зенітального положення Сонця. Поза ними Сонце ніколи не буває в зеніті.

Полярні кола - це уявні лінії, які є межами полярного дня і ночі (66° 30' пн.ш. і 66° 30' пд.ш.).

Жаркий пояс лежить між Північним і Південним тропіками та відрізняється найбільшою кількістю тепла, що рівномірно розподіляється впродовж року. Між тропіками і полярними колами – помірні пояси. В них широтах висота Сонця завжди менша від 90°. При цьому і висота Сонця, і тривалість дня впродовж року змінюються. Тому тут чітко виражені сезони року, і чим дальше від тропіків, тим помітнішим є зміна їх тривалості.

Холодні пояси обмежені полярними колами. На полярних колах висота Сонця змінюється від 47° до 0° взимку. На всіх широтах в цьому поясі буває полярний день. І хоча висота Сонця незначна, кількість сонячного тепла, що отримує поверхня влітку, коли Сонце не заходить, є досить значною.

Місцевий, поясний час, лінія зміни дат. Головним наслідком руху Землі навколо своєї осі є зміна часу на земній кулі.

Основною одиницею відліку часу на Землі є доба.

Зоряна доба – проміжок часу між двома послідовними кульмінаціями зірки (найвищим положенням її над горизонтом) через меридіан точки спостереження. За зоряну добу Земля робить повний оберт навколо своєї осі. Вона дорівнює 23 год. 56 хв. 4 сек.

Сонячна доба – проміжок часу між двома послідовними проходженнями центра Сонця через меридіан точки спостереження. У зв'язку з тим, що Земля одночасно здійснює рух навколо Сонця, сонячна доба довша від зоряної і дорівнює 24 години. Ще за II тис. р. до н.е. єгипетські жерці поділили добу на 24 години, а в І тис. до н.е. у Стародавньому Вавилоні винайшли календар.