Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Общие сведения о Земле
 

Показатель	Величина
Расстояние от Земли до Солнца	149,5 млн. км
Расстояние от Земли до Луны	384 400 км
Период оборота Земли вокруг своей оси (звёздные сутки)	23 ч 56 мин 4,09 с
Период оборота Земли вокруг Солнца	365 суток 5 ч 48 мин 46 с
Средняя скорость движения Земли по орбите	около 30 км/с
Афелий — самая удалённая точка орбиты (5 июля)	152 млн. км
Перигелий — ближайшая точка орбиты (3 января)	147 млн. км
Экваториальный радиус Земли	6378,1 км
Полярный радиус Земли	6356,8 км
Средний радиус Земли	6371 км
Длина экватора	40 000 км

Осевое вращение Земли
 

Движение вокруг своей оси. Земля вращается с запада на восток, против часовой стрелки, при этом угловая скорость вращения, т.е. угол на который поворачивается любая точка на поверхности Земли, одинакова и составляет 15 градусов. Линейная скорость зависит от широты местности: на экваторе она максимальна и составляет 464 м/с, на полюсах скорость падает до нуля. Полный оборот вокруг своей оси наша планета производит за 23 часа 56 мин 4 сек. (сутки). За земную ось принимают воображаемую прямую линию, проходящую через полюса, вокруг которой вращается Земля. Перпендикулярно оси расположен экватор – это большой круг, образованный пересечением Земли, перпендикулярный оси вращения на расстоянии, равном от обоих полюсов. Если мысленно пересечь рядом параллельных экватору плоскостей, на земной поверхности появятся линии называемые параллелями. Они имеют направление запад-восток. Длина параллелей от экватора к полюсам уменьшается, соответственно уменьшается и скорость вращения точек. Если пересечь Землю плоскостями, проходящими через ось вращения то на поверхности возникают линии, которые называются меридианами. Они имеют направление север-юг, линейная скорость вращения точек на меридианах различна и от экватора к полюсам уменьшается.

Следствия движения Земли вокруг своей оси:
1. При вращении Земли возникает центробежная сила, которая играет важную роль в формировании фигуры планеты и тем самым уменьшает силу притяжения.
2. Происходит смена дня и ночи.
3. Появляется отклонение тел от направления их движения, этот процесс был назван сила Кориолиса (в честь французского ученого, открывшего это явление в 1835 году). Все тела по инерции стремятся сохранить направление своего движения. Если движение происходит относительно перемещающейся поверхности происходит отклонение этого тела слегка в сторону. Все тела, движущиеся в северном полушарии отклоняются вправо, в южном полушарии – влево. Данная сила проявляется во многих процессах: она изменяет движение воздушных масс, морских течений. По этой причине происходит подмыв правых берегов в северном полушарии и левых берегов в южном полушарии.
4. С осевым движением связаны явления суточной ритмичности и биоритмы. Суточный ритм связан со световыми и температурными условиями. Биоритмы – это важный процесс в развитии и существовании жизни. Без них невозможны фотосинтез, жизнедеятельность дневных и ночных животных и растений и, конечно же, жизнь самого человека (люди совы, люди жаворонки).

Значение астрономического положения Земли для ее природы:
1. вследствие осевого и орбитального вращения Земли все природные процессы имеют свои ритмы.
2. температурный режим Земли благоприятный.
3. спутник Земли – Луна вызывает приливы и отливы.

С вращением Земли связана единственная единица измерения времени – сутки, а также смена дня и ночи. С этим процессом связано понятие о времени. Время бывает местным, поясным, декретным, летним и зимним. Местным временем принято называть время на одном меридиане. Различия между меридианами стоящими рядом составляет 4 минуты, следовательно, через один градус время меняется на 4 минуты. Наличие в различных пунктах, лежащих на разных меридианах, своего времени приводило к различным неудобствам, поэтому на Международном астрономическом конгрессе в 1884 году был принят поясной счет времени. Для этого всю поверхность Земли разделили на 24 часовых пояса по 15 градусов каждый. За поясное время принято брать среднее время меридиана каждого пояса. Отсчет производится от Нулевого или Гринвичского меридиана, проходящего через обсерваторию города Гринвич, расположенного недалеко от Лондона. Время начального меридиана принято в качестве всемирного времени. Счет времени ведется с запада на восток. Границы часовых поясов на суше для удобства проведены не строго по меридианам, а по естественным рубежам (горам, рекам, административным границам). Меридиан 180 градус принят за международную линию перемены дат. Эта условная линия на поверхности земного шара, по обе стороны от которой часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки. Например, Новый год к западу от этой линии начинается 1 января, а к востоку 31 декабря. При пересечении границы дат с запада на восток в счете календарных дней возвращаются на одни сутки назад, а с востока на запад – одни сутки в счете пропускаются.
 

Земля делает полный оборот по эллиптической орбите вокруг Солнца за 365,24 солнечных суток. В ходе этого движения Солнце проходит видимый путь по небосводу среди звезд через зодиакальные созвездия, совершая полный круг за год. Плоскость орбиты называется плоскостью эклиптики.
Земная ось наклонена к ней под углом 66,5° и перемещается в пространстве параллельно самой себе в течение года. Поэтому освещается то северная, то южная полярные области Земли, что приводит к смене времен года и неравенству дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора. Со сменой времен года связана сезонная ритмика природы. Мы можем наблюдать её в колебаниях температуры, влажности воздуха и других метеорологических элементов, в режиме выпадения осадков и колебаниях уровней водоемов. Все эти изменения приводят к переменам в жизни растений, животных и человека.
Началом астрономической весны и осени считаются дни весеннего и осеннего равноденствий (когда солнечные лучи под углом 90° падают на экватор и касаются полюсов – 21 марта и 23 сентября). А началом лета и зимы – дни соответствующих солнцестояний (когда высота Солнца над горизонтом в полдень наибольшая – 22 июня и 22 декабря).
В день летнего солнцестояния (положение 1, рис. 17) – 22 июня земная ось северным концом обращена к Солнцу – солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель северной широты – так называемый северный тропик (тропик Рака). Все параллели севернее экватора до 66,5° с. ш. большую часть суток освещены, на этих широтах день длиннее ночи. Параллель 66,5° с. ш. является границей, с которой начинается полярный день - это северный полярный круг. В этот же день на всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю. ш. день короче ночи. Южнее 66,5° ю. ш. – территория не освещена совсем – там полярная ночь. Параллель 66,5° ю. ш. – южный полярный круг.
В день зимнего солнцестояния (положение 3, рис. 17) – 22 декабря земная ось южным концом обращена к Солнцу, и солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель южной широты – так называемый южный тропик (тропик Козерога). На всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю. ш. день длиннее ночи. Начиная с южного полярного круга, Солнце не заходит за горизонт – устанавливается полярный день. За северным полярным кругом все погружено во мрак – господствует полярная ночь.
23 сентября (положение 2, рис. 17) и 21 марта (положение 4, рис. 17) – дни осеннего и весеннего равноденствия. Солнце одинаково освещает оба полушария Земли. День равен ночи и в Северном, и в Южном полушариях.

Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты и её движение вокруг Солнца приводят к формированию на Земле пяти поясов освещения, которые являются основой зональной дифференциации географической оболочки. Они отличаются высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и соответственно тепловыми условиями и ограниченны тропиками и полярными кругами.
Около 40 % поверхности Земли занимает лежащий между тропиками жаркий пояс. День и ночь здесь мало отличаются по продолжительности, а солнце бывает в зените дважды в году.
52 % территории Земного шара приходится на расположенные между тропиками и полярными кругами умеренные пояса , где солнце никогда не бывает в зените. Продолжительность дня и ночи зависит от широты и времени года. Около полярных кругов (с 60° до 66,5°) летом Солнце ненадолго и неглубоко уходит за горизонт, вечерняя и утренняя зори сливаются и наблюдаются, так называемые белые ночи.
Холодные пояса занимают всего 8 % земной поверхности к северу и югу от полярных кругов. Зимой здесь наблюдаются полярные ночи, когда Солнце не показывается из-за горизонта, а летом – полярные дни, когда Солнце не заходит за горизонт. Продолжительность их увеличивается от одних суток - на полярных кругах до полугода - на полюсах.

Формулы для решения задач

Высота полуденного Солнца в любой точке планеты определяется по формуле:
h = 90° – φ + δ, где:
h – высота Солнца над горизонтом в полдень,
φ – широта места наблюдения,
δ – солнечное склонение, астрономическая величина, измеряемая в градусах и равная той широте, где Солнце в данный момент находится.
Для дней равноденствия (Солнце в зените на экваторе) эта формула преобразуется так:
h = 90° – φ
Для дней солнцестояния формула становится следующей:
h = 90° – φ ± 23,5°
В дни равноденствия δ берется с положительным знаком, если искомый пункт находится в том же полушарии, что и широта, где Солнце стоит в зените, и с отрицательным знаком, если искомый пункт находится в противоположном полушарии.