Въртене на земята около оста си. Земните движения и техните географски последици

Земята се върти по оста от запад на изток, т.е. обратно на часовниковата стрелка, ако погледнете Земята от Полярната звезда (от Северния полюс). В този случай ъгловата скорост на въртене, тоест ъгълът, под който се върти всяка точка от повърхността на Земята, е една и съща и възлиза на 15 ° на час. Линейната скорост зависи от географската ширина: на екватора е най-голяма - 464 m/s, а географските полюси са неподвижни.

Основното физическо доказателство за въртенето на Земята около оста си е експериментът с люлеещото се махало на Фуко. След като френският физик Ж. Фуко през 1851 г. в Парижкия Пантеон извършва прочутия си експеримент, въртенето на Земята около оста й става неизменна истина.

Физическо доказателство за аксиалното въртене на Земята се предоставя и от измервания на дъгата на 1° на меридиана, която е 110,6 km на екватора и 111,7 km на полюсите. Тези измервания доказват компресията на Земята при полюсите, а тя е характерна само за въртящите се тела. И накрая, третото доказателство е отклонението на падащите тела от отвеса на всички географски ширини, с изключение на полюсите. Причината за това отклонение се дължи на запазването им по инерция на по-голяма линейна скорост на точка А (на височина) в сравнение с точка В (y земна повърхност). При падане обектите се отклоняват на изток на Земята, защото тя се върти от запад на изток. Отклонението е най-голямо на екватора. На полюсите телата падат вертикално, без да се отклоняват от посоката на земната ос.

Географското значение на аксиалното въртене на Земята е изключително голямо. На първо място, това се отразява на формата на Земята. Компресирането на Земята при полюсите е резултат от нейното аксиално въртене. По-рано, когато Земята се въртеше с по-висока ъглова скорост, полярното свиване беше по-значително. Удължаването на деня и като следствие намаляването на екваториалния радиус и увеличаването на полярния са придружени от тектонски деформации. кора(разломи, гънки) и преструктуриране на макрорелефа на Земята.

Важна последица от аксиалното въртене на Земята е отклонението на телата, движещи се в хоризонталната равнина (ветрове, реки, морски теченияи други), от първоначалната им посока: в северното полукълбо - надясно, в южното - наляво (това е една от силите на инерцията, наречена ускорението на Кориолис в чест на френския учен, който пръв обясни това явление). Според закона за инерцията всяко движещо се тяло се стреми да запази посоката и скоростта на своето движение в световното пространство непроменени.

Отклонението е резултат от участието на тялото едновременно в транслационни и ротационни движения. На екватора, където меридианите са успоредни един на друг, посоката им в световното пространство не се променя по време на въртене и отклонението е нула. Отклонението се увеличава към полюсите и става най-голямо при полюсите, тъй като там всеки меридиан променя посоката си в пространството с 360 ° на ден. Силата на Кориолис се изчислява по формулата F =м * 2w *v *гряхj, където Ф- сила на Кориолис, ме масата на движещо се тяло, w- ъглова скорост, v- скоростта на движещо се тяло, j – географска ширина... Проявата на силата на Кориолис в природните процеси е много разнообразна. Именно поради него в атмосферата възникват вихри от различни мащаби, включително циклони и антициклони, ветровете и морските течения се отклоняват от посоката на градиента, оказвайки влияние върху климата и чрез него върху естественото райониране и регионалност; свързано е с асиметрията на големите речни долини: в северното полукълбо много реки (Днепър, Волга и др.) поради тази причина десните брегове са стръмни, левите са нежни, а в южното полукълбо е порок. обратното.

Естествената единица време е свързана с въртенето на Земята – ден, и има смяна на деня и нощта. Денят е звезден и слънчев. Сидеричен ден - интервалът от време между два последователни горни климакса на звезда през меридиана на точката за наблюдение. За звезден ден Земята прави пълен оборот около оста си. Те са равни на 23 часа 56 минути 4 секунди. Сидеричните дни се използват за астрономически наблюдения. Истински слънчев ден е интервалът от време между два последователни горни климакса на центъра на Слънцето през меридиана на точката за наблюдение. Продължителността на истинските слънчеви дни варира през цялата година главно поради неравномерно движениеЗемята в елиптична орбита. Следователно те също са неудобни за измерване на времето. За практически цели се използват средно слънчеви дни. Средното слънчево времеизмерено от така нареченото средно Слънце – въображаема точка, която се движи равномерно по еклиптиката и прави пълен оборот за една година, като истинското Слънце. Средните слънчеви дни са равни на 24 ч. Те са по-дълги от звездните, тъй като Земята се върти около оста си в същата посока, в която обикаля около Слънцето с ъглова скорост около 1° на ден. Поради това Слънцето се измества на фона на звездите и Земята все още трябва да се "обърне" с около 1°, за да "дойде" Слънцето до същия меридиан. Така за един слънчев ден Земята прави оборот с около 361°. За да се превърне истинското слънчево време в средно слънчево време, се въвежда поправка - така нареченото уравнение на времето. Максималната му положителна стойност е +14 минути на 11 февруари, най-голямата отрицателна стойност е -16 минути на 3 ноември. За начало на средния слънчев ден се приема моментът на долната кулминация на средното Слънце – полунощ. Това отчитане на времето се нарича гражданско време.

Най-важните географски последици са смяната на деня и нощта, отклоняващата сила на въртенето на Земята (силата на Кориолис) и възможността за изграждане на система от географски координати. Смяната на деня и нощта поради въртенето на Земята в успоредните лъчи на Слънцето, докато половината от земното кълбо винаги е осветена (ден), другата не е осветена (нощ). Смяната на деня и нощта определя дневния ритъм на много процеси и явления на Земята.

Благодарение на Кориолисова сила всички движещи се тела (въздух, вода, ракети, снаряди и др.) в северното полукълбо се отклоняват надясно, в южното - наляво. Следователно десните брегове на реките, склоновете на речните долини в северното полукълбо са предимно стръмни и стръмни. Действието на силата на Кориолис влияе върху посоката на океанските течения (Гълфстрийм, Курошио) и ветровете (западни ветрове на умерените ширини, пасати).

На повърхността на Земята има две забележителни точки, които не участват в въртенето на планетата - северният и южният полюс, въз основа на които се оказа възможно да се изгради хармоничен сингъл географска координатна система : мрежа от меридиани и паралели.

Поради неравномерното движение на Земята в орбита, слънчевите дни не могат да се използват за измерване на точно време. На практика използвайте средно слънчево време ... Определя се от средното Слънце – въображаема точка, която минава равномерно своя път по небесния екватор за една година. Средните слънчеви дни са равни на средно 24 слънчев часовник, които се делят на минути и секунди. За начало на средния слънчев ден се приема моментът на долната кулминация на средното Слънце, т.е. полунощ.

Часовете на деня - сутрин, ден, нощ, вечер по различни меридиани започват от различно време, но на един и същ меридиан - едновременно. Новите дни започват на 180 дължина, което се нарича линия за дата ... Всеки меридиан има свой собствен местно време , а колкото по-източно се намира, толкова по-рано започва денят върху него. На меридиани на 15 един от друг местното време се различава с 1 час, а между съседните, на 1 един от друг, с 4 минути.

Координираната дейност на хората изисква координирано отчитане на времето и тя е въведена през 19 век стандартно време ... Земната повърхност е разделена на 24 часови зони, всяка от които включва 15 географска дължина. Във всяка часова зона акаунтът се води според местното време на неговия среден меридиан, който едновременно се нарича стандартно време. През 1930 г. с постановление на правителството на СССР с цел по-рационално използване дневни часовестрелките на часовника бяха преместени с 1 час напред ( лятно часово време ). За летните месеци много страни въвеждат лятно време когато стрелките на часовника се преместят с 1 час напред.

За астрономическа работа е препоръчително да се използва в световен мащаб (свят) време (Гринуички меридиан).

Привличане на Земята от други тела Слънчева системапричинява еластични деформации в цялото тяло на планетата (в атмосферата, хидросферата, литосферата). Най-голямо влияние оказват Луната (2,17 пъти повече от Слънцето) и Слънцето. Ако приливните сили, причинени от Луната и Слънцето, се съберат, което се случва по време на сизигия (пълнолуние, новолуние), тогава височината на приливите и отливите е най-голяма: в открития океан до 77 см височината се увеличава близо до брега. Максималната височина на приливите в залива Фънди, до 18 м. В момента на квадратура (първата и последната четвърт на Луната) височината на приливите е ниска, тъй като в този случай силата, причинена от Слънцето е изваден от приливната сила, създадена от Луната.

Земните приливи генерират приливно триене. Поради високата скорост на въртене на Земята, приливните издатини се изместват от относителната права линия, свързваща центровете на Земята и Луната, докато протуберансът, който е най-близък до Луната (излишната маса) забавя скоростта на въртене на Земята, а най-далечният го ускорява. Тъй като спирачният ефект е по-силен, общата скорост на въртене на Земята се забавя. Един ден в предгеоложкия стадий на Земята (преди 4,5 милиарда години) беше равен на 2 часа, преди 500 милиона години - 20 часа. Забавлението е 0,001 сек. за 100 години.

Савцова Т.М. Обща география, М., 2003, с. 50-54

Милков Ф.Н. "Обща география", М., 1990, стр. 62-64

Любушкина С.Г. Обща география, М., 2004, стр. 22-25

Материалът дава представа за това какво е аксиално въртенепланети. Разкрива тайната за изгрева и залеза на слънцето и посочва факторите, които влияят на формата на земята в резултат на нейното въртене.

Осово въртене на земята и последствията от него

Благодарение на астрономически наблюдения беше установен факт, който доказва, че Земята участва активно в няколко вида движение едновременно. Ако разглеждаме нашата планета като част от Слънчевата система, тогава тя обикаля около центъра на Млечния път. И ако разглеждаме планетата като единица на Галактиката, то тя вече е участник в движението на галактическо ниво.

Ориз. 1. Осово въртене на земята.

Основният вид движение, което се изучава от учените от древни времена, е въртенето на Земята около собствената си ос.

Аксиалното въртене на Земята се нарича нейното измерено въртене около представената ос. Всички обекти, които са на повърхността на планетата, също се въртят с нея. Въртенето на планетата се извършва в обратна посока спрямо обичайното движение на стрелката по часовниковата стрелка. Това позволява да се наблюдава изгрев на изток и залез на запад. Оста на Земята има ъгъл на наклон, равен на 661/2 ° спрямо орбиталната равнина.

Оста има ясни ориентири в пространството на космоса: северният й край винаги е обърнат към Полярната звезда.

Осовото въртене на Земята дава индикация за видимото движение небесни телабез използване на специализирано оборудване.

ТОП-2 статиикойто чете заедно с това

Ориз. 2. Движението на звездите и луната по небето.

Въртенето на Земята причинява смяната на деня и нощта. Денят е периодът на абсолютната революция на планетата около оста. Продължителността на деня директно зависи от скоростта на въртене на планетата.

Поради въртенето на планетата всички тела, движещи се по нейната повърхност, се отклоняват от първоначалната посока в Северното полукълбо надясно по посока на движението си, а в Южното полукълбо - наляво. В реките такава сила е по-вероятно да изтласка водата към един от бреговете. Във водните пътища на Северното полукълбо десният бряг често остава стръмен, а в Южното полукълбо - левият.

Ориз. 3. Речни брегове.

Влияние на аксиалното въртене върху формата на земята

Планетата Земя е перфектна сфера. Но поради факта, че е леко компресиран на полюсите, разстоянието от центъра му до полюсите е с 21 километра по-малко от разстоянието от центъра на Земята до екватора. Следователно меридианите са със 72 километра по-къси от екватора.

Аксиалното въртене причинява:

• ежедневни промени;
• потокът светлина и топлина към повърхността;
• способността да се наблюдава видимото движение на небесните тела;
• времеви разлики в различни частиземя.

За да разберете как аксиалното въртене влияе на формата на земята, трябва да вземете предвид действието на общоприетите закони на физиката. Както вече беше отбелязано, планетата има "сплескване" на полюсите поради действието на центробежната сила и гравитацията върху нея.

Планетата се върти по същия начин, по който се движи около слънцето. Възпроизвеждат се величини като формата, параметрите и движението на Земята голяма роляв развитието на всички географски явления и процеси.

Днес е достоверно известно, че Земята всъщност постепенно забавя въртенето си. Поради силата на приливите, които свързват нашата планета с Луната, всеки век денят става с 1,5-2 милисекунди по-дълъг. След почти милион и половина години ще има един час повече на ден. Хората не трябва да се страхуват от пълното спиране на Земята. Цивилизацията просто няма да издържи този момент. След около 5 милиарда години Слънцето ще се увеличи по размер и ще погълне нашата планета 4.6. Общо получени оценки: 181.

Видове движения на Земята.Земята, подобно на други планети от Слънчевата система, участва едновременно в няколко вида движения. Основните, от които са - ежедневно въртене около оста си и годишно движение в орбита около Слънцето.

Движение около оста си.Земята се върти от запад на изток, обратно на часовниковата стрелка, докато ъгловата скорост на въртене, т.е. ъгълът, през който се върти всяка точка от повърхността на Земята, е еднакъв и е 15 градуса. Линейната скорост зависи от географската ширина на терена: на екватора е максимална и е 464 m / s, на полюсите скоростта пада до нула. Нашата планета прави пълен оборот около оста си за 23 часа 56 минути 4 секунди. (ден). За земна ос се приема въображаема права линия, минаваща през полюсите, около които се върти Земята. Екваторът е разположен перпендикулярно на оста - това е голям кръгобразуван от пресечната точка на Земята, перпендикулярна на оста на въртене на разстояние, равно от двата полюса. Ако мислено пресечете няколко равнини, успоредни на екватора, на земната повърхност ще се появят линии, наречени паралели. Те имат посока запад-изток. Дължината на паралелите от екватора до полюсите намалява и съответно намалява скоростта на въртене на точките. Ако пресечете Земята със равнини, минаващи през оста на въртене, тогава на повърхността се появяват линии, които се наричат ​​меридиани. Те имат посока север-юг, линейната скорост на въртене на точките по меридианите е различна и намалява от екватора към полюсите.

Последици от движението на Земята около оста си:

1. Когато Земята се върти, възниква центробежна сила, която играе важна роляпри формирането на фигурата на планетата и по този начин намалява силата на гравитацията.

2. Има смяна на деня и нощта.

3. Има отклонение на телата от посоката на тяхното движение, този процес е наречен силата на Кориолис (в чест на френския учен, открил това явление през 1835 г.). Всички тела по инерция се стремят да поддържат посоката на движението си. Ако се случи движение спрямо движеща се повърхност, това тяло се отклонява леко настрани. Всички тела, движещи се в северното полукълбо, се отклоняват вдясно, в южното полукълбо - наляво. Тази сила се проявява в много процеси: променя движението на въздушните маси, морските течения. Поради тази причина десните брегове в северното полукълбо и левите брегове в южното полукълбо се отмиват.

4. Феномените на дневния ритъм и биоритмите са свързани с аксиалното движение. Дневният ритъм е свързан със светлинни и температурни условия. Биоритмите са важен процес в развитието и съществуването на живота. Без тях фотосинтезата, животът на дневните и нощните животни и растения и, разбира се, животът на самия човек (хора сова, хора от чучулига) са невъзможни.

Значението на астрономическото положение на Земята за нейната природа:

1. Поради аксиалните и орбитално въртенеВсички естествени процеси на земята имат свои собствени ритми.

2. Температурен режимЗемята е благоприятна.

3. Сателит на Земята – Луната причинява приливи и отливи.

Земята извършва няколко различни движения: заедно с Галактиката в посока на съзвездията Лира и Херкулес със скорост 20 км / сек., Ротационно движение спрямо центъра на галактиката с V = 250-280 км / сек., Около слънцето със скорост 30 км/сек., около оста си със скорост 0,5 км/сек. и т.н. Това сложна системадвижения предизвиква редица явления на земята, формулирайки природни условия... Помислете само за 2 движения, които са важни за заобикаляща средаи човек.

Ежедневна ротация.

При наблюдение на слънцето и планетите от Земята изглежда, че Земята е неподвижна, а слънцето и планетите се въртят около нея (ефектът на движеща се станция). Именно този модел (геоцентричен), чийто автор е Птолемей (2 век пр. н. е.), съществува до 16 век. С натрупването на факти обаче този модел започна да се поставя под въпрос. Първият, който публично й се противопостави, е полякът Николай Коперник. След смъртта му идеите на Коперник се развиват от италианеца Джордано Бруно, който е изгорен на клада, т.к. отказва да сътрудничи на инквизицията. Неговият сънародник Галилей продължава да развива идеите на Коперник, Бруно и с помощта на изобретения от него телескоп потвърждава правилността на собствената си.

Така още в началото на 17 век. доказано е въртенето на Земята около оста си. В момента този факт не предизвиква никакви съмнения и имаме много доказателства за аксиално въртене.

Един от най-простите и убедителни е експериментът с махалото на Фуко. През 1851г. Французинът Л. Фуко с помощта на огромно махало показа, че равнината на махалото непрекъснато се измества по посока на часовниковата стрелка (ако се гледа отгоре). Ако Земята не се въртеше от запад на изток (обратно на часовниковата стрелка), тогава нямаше да има такъв ефект с махалото.

Второто убедително доказателство за аксиалното въртене на Земята е отклонението на падащите тела на изток, тоест ако пуснете товар от висока кула, той ще падне на Земята, отклонявайки се от вертикалата с няколко мм. или вижте в зависимост от височината.

Земното кълбо се върти около оста си - тъй като всички планети се въртят около осите си. Освен това всички почти се въртят в същата посока като около слънцето. Тези места, където оста на въртене на планетите се пресича с тяхната повърхност, се наричат ​​полюси (близо до Земята - географски полюси, Южен и Север). А линията, минаваща по повърхността на планетата на еднакво разстояние от двата полюса, се нарича екватор.

Географските полюси не стоят на едно място, а се движат по повърхността на планетата. За наше щастие, не много далеч и не много бързо.

Наблюденията в станциите на Международната служба на земните полюси (до 1961 г. се наричаше Международна служба за ширина; и беше създадена през 1899 г.), както и 20-годишни измервания с помощта на геодезически спътници показват, че географските полюси са превключване със скорост 10 см. през годината.

Какви са последствията, свързани с ежедневното въртене на Земята?

На първо място, това е смяната на деня и нощта. Освен това, поради сравнителния интервал между деня и нощта, атмосферата и повърхността на Земята нямат време да се преохладят и загреят. Смяната на деня и нощта от своя страна предизвиква ритъма на много процеси в природата (биоритми).

Второ, важна последица от въртенето е отклонението на хоризонтално движещите се тела надясно в северното полукълбо и наляво в южното. Сила на отклонение или сила на Кориолис - свързана с изместването във времето на посоката на меридианите и паралелите. На полюса, където паралелите и меридианите са почти успоредни един на друг, тази сила е нула, а на екватора, където те са под най-голям ъгъл, силата е максимална.

Ефектът на Кориолис е от голямо значение за обектите дълго времеДвижейки се в меридионална посока (речни води, въздушни маси и др.), този ефект става забележим: реките отмиват единия от бреговете повече от другия. И ветровете, духащи в една посока за дълго време, се изместват забележимо. Най-важното проявление на такова изместване е завихрянето на вятъра в зони с високо (антициклони) и ниско (циклони) атмосферно налягане.

Трето, приливът и отливът са важна последица. Въртяйки се, Земята периодично попада под гравитацията на Луната, във връзка с което възниква приливна вълна. По време на новолуние и пълнолуние приливите са максимални, по време на 1/4 от лунната фаза са минимални.

Въртенето на Земята отдавна се използва за проследяване на времето. Пълно завъртане на Земята около оста се извършва в различни периоди от време, в зависимост от референтната точка. По отношение на звездите, пълна революция става за 23 часа. 56 минути 4 сек (звезден ден). А по отношение на слънцето – за 24 часа. (Слънчев ден). Това обаче е среден слънчев ден, тъй като ясни слънчеви дни варират през цялата година.

В допълнение към местното време (среден слънчев ден), което зависи от позицията на местния меридиан спрямо слънцето, има стандартна времева система. В тази връзка цялото земно кълбо е разделено на 24 пояса, като нулевият минава през Гринуичкия меридиан. Всяка зона се различава във времето от съседната с 1 час. На изток е с 1 час повече, а на запад е с 1 час по-малко.