Žemės sukimasis aplink savo ašį ir Saulę vyksta nuolat. Daugelis reiškinių priklauso nuo šio judėjimo. Taigi diena užleidžia vietą nakčiai, vienas sezonas – kitam, skirtingose ​​vietovėse nusistovėjo skirtingas klimatas.

Kasdienis Žemės sukimasis, pasak mokslininkų, yra 23 valandos 56 minutės 4,09 sekundės. Taigi įvyksta viena visiška revoliucija. Maždaug 1670 km/h greičiu planeta sukasi aplink savo ašį. Link ašigalių greitis sumažėja iki nulio.

Žmogus nepastebi sukimosi dėl to, kad visi šalia jo esantys objektai juda vienu metu ir lygiagrečiai tuo pačiu greičiu.

Vykdoma orbitoje. Jis yra ant įsivaizduojamo paviršiaus, einančio per mūsų planetos centrą ir Šis paviršius vadinamas orbitos plokštuma.

Per Žemės centrą – ašį – eina įsivaizduojama linija tarp ašigalių. Ši linija ir orbitos plokštuma nėra statmenos. Ašies pasvirimas yra maždaug 23,5 laipsnio. Pasvirimo kampas visada išlieka toks pat. Linija, aplink kurią juda Žemė, visada yra pasvirusi viena kryptimi.

Planetai prireikia metų, kad ji apjuostų savo orbitą. Šiuo atveju Žemė sukasi prieš laikrodžio rodyklę. Reikėtų pažymėti, kad orbita nėra visiškai apskrita. Vidutinis atstumas iki Saulės yra apie šimtas penkiasdešimt milijonų kilometrų. Jis (atstumas) skiriasi vidutiniškai trimis milijonais kilometrų, todėl susidaro nedidelis orbitos ovalas.

Žemės orbitos revoliucija yra 957 milijonai km. Šį atstumą planeta įveikia per tris šimtus šešiasdešimt penkias dienas, šešias valandas, devynias minutes ir devynias su puse sekundės. Remiantis skaičiavimais, Žemė orbitoje sukasi 29 kilometrų per sekundę greičiu.

Mokslininkai nustatė, kad planetos judėjimas lėtėja. Tai daugiausia dėl potvynio stabdymo. Žemės paviršiuje, veikiant Mėnulio (didesniu mastu) ir Saulės traukai, susidaro potvynių šachtos. Jie juda iš rytų į vakarus (po jų priešinga mūsų planetos judėjimo kryptimi.

Mažiau svarbūs potvyniai Žemės litosferoje. Tokiu atveju kietas kūnas deformuojamas šiek tiek uždelsto potvynio bangos pavidalu. Tai išprovokuoja stabdymo momento atsiradimą, kuris padeda sulėtinti Žemės sukimąsi.

Reikia pažymėti, kad potvyniai litosferoje įtakoja planetos stabdymo procesą tik 3%, likusieji 97% yra dėl jūros potvynių. Šie duomenys buvo gauti sukuriant Mėnulio ir Saulės potvynių bangų žemėlapius.

Atmosferos cirkuliacija taip pat turi įtakos Žemės greičiui. Tai laikoma pagrindine sezoninio netolygios atmosferos priežastimi, atsirandančia iš rytų į vakarus žemose platumose ir iš vakarų į rytus aukštose ir vidutinio klimato platumose. Tuo pačiu metu vakarų vėjai turi teigiamą kampinį momentą, o rytų – neigiamą ir, skaičiavimais, kelis kartus mažiau nei buvę. Šis skirtumas perskirstomas tarp Žemės ir atmosferos. Sustiprėjus vakarų vėjui arba susilpnėjus rytų vėjui, jis sustiprėja prie atmosferos, o prie Žemės – mažėja. Taigi planetos judėjimas sulėtėja. Stiprėjant rytų vėjams ir silpnėjant vakarų vėjams, atmosferos kampinis momentas atitinkamai mažėja. Taigi Žemės judėjimas tampa greitesnis. Bendras atmosferos ir planetos kampinis momentas yra pastovi vertė.

Mokslininkams pavyko išsiaiškinti, kad diena iki 1620 m. pailgėjo vidutiniškai 2,4 milisekundės per šimtą metų. Po šių metų vertė sumažėjo beveik perpus ir tapo 1,4 milisekundės per šimtą metų. Be to, remiantis kai kuriais naujausiais skaičiavimais ir stebėjimais, Žemė lėtėja vidutiniškai 2,25 milisekundės per šimtą metų.

Kaip ir visos mūsų didžiulės Saulės sistemos planetos, Žemė daro du pagrindinius apsisukimus – aplink savo ašį ir aplink Saulę. Vieno Žemės apsisukimo aplink savo ašį laikas vadinamas para, o laikotarpis, per kurį ji skrieja aplink Saulę, – metais. Šis judėjimas yra raktas į gyvybę ir fizinius dėsnius planetoje, pagal kuriuos mes visi egzistuojame. Esant menkiausiam gedimui (ko dar nebuvo), bus sutrikdytas visų Žemės sferų, ekosistemų ir gyvų organizmų darbas.

Planetos sukimosi ypatumai

Ir liaudyje, ir moksle vieno Žemės apsisukimo aplink savo ašį laikas vadinamas para. Jie susideda iš dienos ir nakties, kurios trunka vidutiniškai 24 valandas. Mūsų planeta sukasi prieš laikrodžio rodyklę, tai yra, iš vakarų į rytus. Būtent dėl ​​to rytinių regionų gyventojai pirmieji pasitinka aušrą, o vakarų pusrutulio – paskutiniai. Ašis yra įprasta linija, einanti per pietų ir šiaurės planetos ašigalius. Taigi šie kraštutiniai taškai nedalyvauja sukimosi procese, o visos kitos žemės dalys juda.

Kadangi planeta juda iš vakarų į rytus, galime stebėti, kaip visa dangaus sfera tarsi praskrieja pro mus priešinga kryptimi, tai yra iš rytų į vakarus. Tai taikoma ir Saulei, ir visoms mūsų turimoms žvaigždėms. Išimtis yra Mėnulis, nes tai yra žemiškas palydovas, turintis individualią orbitą.

Mūsų planetos judėjimas skaičiais

Tai paros laikotarpis, kuris lemia greitį aplink ašį. Per 24 valandas šis dangaus kūnas turi atlikti visišką apsisukimą, atsižvelgdamas į savo parametrus ir masę. Jau sakėme, kad ašis prasiskverbia per Žemę iš šiaurės į pietus, o šio proceso metu ašigaliai aplink ją nesisuka. Šiuo metu visos kitos zonos, įskaitant aplinkinę ir pusiaujo, juda tam tikru tempu. Žemės sukimosi greitis prie pusiaujo yra didžiausias. Jis pasiekia 1670 km/val. Be to, šioje srityje diena ir naktis turi vienodą valandų skaičių ištisus metus.

Žemės sukimosi greitis Italijoje vidutiniškai siekia 1200 km/h, o sezoniškai keičiasi dienos ir nakties trukmė. Taigi, kuo arčiau ašigalių, tuo planeta ten sukasi lėčiau, palaipsniui artėja prie nulio.

Kokie yra dienų tipai ir kaip jos apskaičiuojamos?

Vieno Žemės apsisukimo aplink savo ašį laikas vadinamas para, o šiame intervale yra lygiai 24 valandos. Tačiau verta prisiminti, kad yra tokių sąvokų kaip saulės dienos ir siderinės dienos, kurios turi nedidelį, bet reikšmingą skirtumą.

Pirmiausia pažvelkime į visas pirmojo tipo savybes. Pirma, ne kiekviena diena trunka tiksliai 24 valandas. Tais momentais, kai planeta artėja prie Saulės, jos sukimosi aplink savo ašį greitis didėja. Per atstumą nuo pagrindinio sistemos korpuso Žemės planetos judėjimas sulėtėja. Todėl vasarą dienos gali bėgti kiek greičiau, o žiemą – ilgiau.

Kalbant apie siderinę dieną, jos trukmė yra 23 valandos 56 minutės ir 4 sekundės. Tai laikas, per kurį mūsų planeta sukasi aplink savo ašį kokios nors tolimos žvaigždės atžvilgiu. Tai yra, jei toli esantis šviestuvas pasirodė esąs Saulė, tada visas sukimasis, susidedantis iš 360 laipsnių, per šį laikotarpį būtų baigtas. Na, o tam, kad jis pasiektų galą, palyginti su pačia Saule, reikia nueiti dar vieną laipsnį, o tai užtrunka vos keturias minutes.

Antrasis svarbus planetos sukimasis yra aplink Saulę

Žemė skrieja aplink Saulę elipsės formos orbita. Tai yra, jo cirkuliacija vyksta ne aiškios apskritimo formos, o ovalo formos. Žemės greitis aplink Saulę yra vidutiniškai 107 000 km/h, tačiau šis vienetas nėra pastovus. Vidutinis mūsų planetos atstumas nuo saulės yra 150 milijonų kilometrų. Tikslus ir nekeičiamas vienetas yra žemės ašies pasvirimo laipsnis orbitos atžvilgiu – 66 laipsniai ir 33 sekundės, nepriklausomai nuo paros ar metų laiko. Būtent šis polinkis, kartu su orbitos forma, kintamu judėjimo ir cirkuliacijos greičiu, suteikia galimybę pajusti sezoninius klimato pokyčius, bet ne visose platumose. Jei kasdieniai laiko svyravimai ir bet kokie pokyčiai prie ašigalių dauginami iš nulio, tai sezoniniai bruožai taip pat užšąla ties pusiauju. Kiekviena diena iš metų į metus čia praeina taip pat, kaip ir ankstesnė, su tuo pačiu oru, taip pat dienos ir nakties trukme.

Ekliptika ir jos metinis ciklas

Terminas „ekliptika“ reiškia dangaus sferos atkarpą, esančią Mėnulio ribose. Šio įprasto apskritimo ribose vyksta visi pagrindiniai mūsų planetos judesiai, taip pat Mėnulio apsisukimas aplink ją. Verta paminėti, kad pastaroji turi didelę įtaką klimatui, hidrosferai, o Mėnulis gali būti užtemimų, litosferos metamorfozių ir daug kitų priežasčių.

Kalbant apie pačią ekliptiką, ši plokštuma turi savo dangaus pusiaują, kuris turi tam tikras astronomines koordinates. Visų Saulės sistemos planetų polinkis skaičiuojamas jų atžvilgiu. Panašiai skaičiuojama ir žvaigždžių bei galaktikų, kurias matome danguje, padėtis (juk jų šviesa krenta ant ekliptikos, todėl visi žiūrintieji yra jos dalis). Ši teorija yra astrologijos pagrindas. Pagal šį mokslą tie žvaigždynai, kurie eina per ekliptiką, sudaro Zodiaką. Vienintelis vienetas, kuris nepatenka į šią kategoriją, yra Ophiuchus. Šis žvaigždynas matomas danguje, bet jo nėra astrologinėse lentelėse.

Apibendrinant

Mes nustatėme, kad vieno Žemės apsisukimo aplink savo ašį laikas vadinamas para. Pastarosios yra saulės (24 valandos) arba sideralinės (23 valandos 56 minutės). Dienos ir nakties kaita vyksta visose planetos platumose, išskyrus ašigalius. Ten žemės sukimosi greitis lygus nuliui. Planetos apsisukimas aplink Saulę vyksta kasmet – 365 dienas. Šiuo laikotarpiu metų laikų kaita vyksta visuose Žemės kampeliuose, bet ne ties pusiauju. Ši zona yra stabiliausia, tuo tarpu ji sukasi aplink savo ašį

Žemės sukimasis aplink savo ašį

Žemės sukimasis yra vienas iš Žemės judesių, atspindintis daugybę astronominių ir geofizinių reiškinių, vykstančių Žemės paviršiuje, jos viduje, atmosferoje ir vandenynuose, taip pat artimoje erdvėje.

Žemės sukimasis paaiškina dienos ir nakties kaitą, tariamą kasdienį dangaus kūnų judėjimą, ant sriegio pakabinamo krovinio siūbavimo plokštumos sukimąsi, krintančių kūnų nukrypimą į rytus ir kt. Dėl sukimosi Žemės paviršiuje judančius kūnus veikia Koriolio jėga, kurios įtaka pasireiškia dešiniųjų upių krantų erozija šiauriniame pusrutulyje ir kairiųjų pietiniame Žemės pusrutulyje bei kai kuriose upių ypatybėse. atmosferos cirkuliacija. Išcentrinė jėga, kurią sukuria Žemės sukimasis, iš dalies paaiškina gravitacijos pagreičio skirtumus ties pusiauju ir Žemės ašigaliais.

Norint ištirti Žemės sukimosi dėsningumus, įvedamos dvi koordinačių sistemos, turinčios bendrą pradžią Žemės masės centre (1.26 pav.). Žemės sistema X 1 Y 1 Z 1 dalyvauja kasdieniame Žemės sukimosi procese ir lieka nejudanti žemės paviršiaus taškų atžvilgiu. XYZ žvaigždžių koordinačių sistema nėra susijusi su kasdieniu Žemės sukimu. Nors jo kilmė kosminėje erdvėje juda su tam tikru pagreičiu, dalyvaudama kasmetiniame Žemės judėjime aplink Saulę Galaktikoje, šį santykinai tolimų žvaigždžių judėjimą galima laikyti vienodu ir tiesiu. Todėl Žemės judėjimas šioje sistemoje (kaip ir bet kurio dangaus objekto) gali būti tiriamas pagal inercinės atskaitos sistemos mechanikos dėsnius. XOY plokštuma yra suderinta su ekliptikos plokštuma, o X ašis nukreipta į pradinės epochos pavasario lygiadienio tašką γ. Patogu paimti pagrindines Žemės inercijos ašis kaip žemės koordinačių sistemos ašis, galimas kitas ašių pasirinkimas. Žemės sistemos padėtis žvaigždžių sistemos atžvilgiu paprastai nustatoma trimis Eilerio kampais ψ, υ, φ.

1.26 pav. Koordinačių sistemos, naudojamos Žemės sukimuisi tirti

Pagrindinė informacija apie Žemės sukimąsi gaunama iš kasdieninio dangaus kūnų judėjimo stebėjimų. Žemės sukimasis vyksta iš vakarų į rytus, t.y. prieš laikrodžio rodyklę, žiūrint iš Žemės Šiaurės ašigalio.

Vidutinis pradinės eros pusiaujo pokrypis į ekliptiką (kampas υ) beveik pastovus (1900 m. buvo lygus 23° 27¢ 08,26², o XX a. padidėjo mažiau nei 0,1²). Žemės pusiaujo ir pradinės epochos ekliptikos susikirtimo linija (mazgų linija) lėtai juda išilgai ekliptikos iš rytų į vakarus, pasislinkdama 1° 13¢ 57,08² per šimtmetį, dėl to keičiasi kampas ψ. 360° per 25 800 metų (precesija). Momentinė OR sukimosi ašis visada beveik sutampa su mažiausia Žemės inercijos ašimi. Remiantis stebėjimais, atliktais nuo XIX amžiaus pabaigos, kampas tarp šių ašių neviršija 0,4².

Laikotarpis, per kurį Žemė vieną kartą apsisuka aplink savo ašį tam tikro dangaus taško atžvilgiu, vadinamas diena. Taškai, lemiantys dienos trukmę, gali būti:

· pavasario lygiadienio taškas;

· matomo Saulės disko centras, pasislinkęs dėl metinės aberacijos („tikroji Saulė“);

· „vidutinė saulė“ yra fiktyvus taškas, kurio padėtis danguje teoriškai gali būti apskaičiuota bet kuriuo laiko momentu.

Trys skirtingi laikotarpiai, apibrėžti šiais taškais, atitinkamai vadinami siderinėmis, tikrosiomis saulės ir vidutinėmis saulės dienomis.

Žemės sukimosi greitis apibūdinamas santykine verte

čia P z yra žemiškosios paros trukmė, T – standartinės (atominės) dienos trukmė, kuri lygi 86400 s;

- kampiniai greičiai, atitinkantys sausumos ir standartines dienas.

Kadangi ω reikšmė keičiasi tik devintame – aštuntame skaitmenyje, ν reikšmės yra 10 -9 -10 -8.

Žemė vieną pilną apsisukimą aplink savo ašį žvaigždžių atžvilgiu atlieka per trumpesnį laiko tarpą nei Saulės atžvilgiu, nes Saulė juda išilgai ekliptikos ta pačia kryptimi, kuria sukasi Žemė.

Siderinė diena nustatoma pagal Žemės sukimosi aplink savo ašį laikotarpį bet kurios žvaigždės atžvilgiu, tačiau kadangi žvaigždės turi savo ir, be to, labai sudėtingą judėjimą, buvo sutarta, kad reikia skaičiuoti siderinės dienos pradžią. nuo pavasario lygiadienio viršutinės kulminacijos momento, o siderinės dienos ilgis laikomas intervalu tarp dviejų iš eilės viršutinių pavasario lygiadienio kulminacijų, esančių tame pačiame dienovidiniame.

Dėl precesijos ir nutacijos reiškinių santykinė dangaus pusiaujo ir ekliptikos padėtis nuolat kinta, vadinasi, atitinkamai kinta ir pavasario lygiadienio vieta ekliptikoje. Nustatyta, kad siderinė diena yra 0,0084 sekundės trumpesnė už tikrąjį Žemės kasdienio sukimosi periodą ir kad Saulė, judėdama išilgai ekliptikos, pavasario lygiadienio tašką pasiekia anksčiau, nei pasiekia tą pačią vietą žvaigždžių atžvilgiu.

Žemė savo ruožtu sukasi aplink Saulę ne ratu, o elipse, todėl Saulės judėjimas mums atrodo netolygus nuo Žemės. Žiemą tikros saulės dienos yra ilgesnės nei vasarą. Pavyzdžiui, gruodžio pabaigoje jos yra 24 valandos 04 minutės 27 sekundės, o rugsėjo viduryje – 24 valandos 03 minutės. 36 sek. Laikoma, kad vidutinis saulės dienos vienetas yra 24 valandos 03 minutės. 56,5554 sek. sideralinis laikas.

Dėl Žemės orbitos elipsės kampinis Žemės greitis Saulės atžvilgiu priklauso nuo metų laiko. Žemė lėčiausiai juda savo orbitoje, kai yra perihelyje – toliausiai nuo Saulės esančiame jos orbitos taške. Dėl to tikrosios Saulės dienos trukmė nėra vienoda ištisus metus – orbitos elipsiškumas keičia tikrosios Saulės paros trukmę pagal dėsnį, kurį galima apibūdinti sinusoidu, kurio amplitudė yra 7,6 minutės. ir 1 metų laikotarpis.

Antroji dienos netolygumo priežastis – žemės ašies polinkis į ekliptiką, dėl kurio ištisus metus Saulė juda aukštyn ir žemyn nuo pusiaujo. Tiesioginis Saulės kilimas prie lygiadienių (1.17 pav.) kinta lėčiau (kadangi Saulė juda kampu į pusiaują) nei per saulėgrįžas, kai juda lygiagrečiai pusiaujui. Dėl to prie tikrosios saulės dienos trukmės pridedamas sinusoidinis terminas, kurio amplitudė yra 9,8 minutės. ir šešių mėnesių laikotarpį. Yra ir kitų periodinių efektų, kurie keičia tikrosios saulės dienos trukmę ir priklauso nuo laiko, tačiau jie yra nedideli.

Dėl bendro šių efektų veikimo trumpiausios tikrosios saulės dienos stebimos kovo 26–27 ir rugsėjo 12–13 dienomis, o ilgiausios – birželio 18–19 ir gruodžio 20–21 dienomis.

Norėdami pašalinti šį kintamumą, jie naudoja vidutinę saulės dieną, susietą su vadinamąja vidutine saule - sąlyginiu tašku, vienodai judančio dangaus pusiauju, o ne išilgai ekliptikos, kaip tikroji Saulė, ir sutampantį su Saulės centru. pavasario lygiadienio akimirką. Vidutinės Saulės apsisukimo dangaus sferoje laikotarpis yra lygus atogrąžų metams.

Vidutinė saulės para periodiškai nesikeičia, kaip ir tikroji Saulės diena, tačiau jos trukmė monotoniškai keičiasi dėl Žemės ašinio sukimosi periodo pokyčių ir (mažesniu mastu) keičiantis atogrąžų metų trukmei. padidės maždaug 0,0017 sekundės per šimtmetį. Taigi vidutinė saulės paros trukmė 2000 m. pradžioje buvo lygi 86400,002 SI sekundėms (SI sekundė nustatoma naudojant intraatominį periodinį procesą).

Sierinė diena yra 365,2422/366,2422=0,997270 vidutinė saulės diena. Ši vertė yra pastovus sideralinio ir saulės laiko santykis.

Vidutinis saulės laikas ir sideralinis laikas yra susiję vienas su kitu šiais ryšiais:

24 valandos trečia. saulės laikas = 24 valandos. 03 min. 56,555 sek. siderinis laikas

1 valanda = 1 val. 00 min. 09.856 sek.

1 min. = 1 min. 00.164 sek.

1 sek. = 1,003 sek.

24 valandos sideralinis laikas = 23 valandos 56 minutės. 04.091 sek. trečia saulės laikas

1 valanda = 59 minutės 50,170 sek.

1 min. = 59,836 sek.

1 sek. = 0,997 sek.

Laikas bet kurioje dimensijoje – sideriniame, tikrosios saulės ar vidutinės saulės – skirtinguose dienovidiniuose yra skirtingas. Tačiau visi taškai, esantys tame pačiame dienovidiniame tuo pačiu laiko momentu, turi tą patį laiką, kuris vadinamas vietiniu laiku. Judant ta pačia lygiagrečia į vakarus arba rytus, laikas pradiniame taške neatitiks visų kitų šioje lygiagretėje esančių geografinių taškų vietos laiko.

Siekdamas šio trūkumo kažkiek pašalinti, kanadietis S. Flushingas pasiūlė įvesti standartinį laiką, t.y. laiko skaičiavimo sistema, pagrįsta Žemės paviršiaus padalijimu į 24 laiko juostas, kurių kiekviena yra 15° ilgumos nuo kaimyninės zonos. Flushing į pasaulio žemėlapį įtraukė 24 pagrindinius dienovidinius. Maždaug 7,5° į rytus ir vakarus nuo jų sutartinai buvo nubrėžtos šios juostos laiko juostos ribos. Tos pačios laiko juostos laikas kiekvienu momentu visuose jos taškuose buvo laikomas vienodu.

Prieš Flushing žemėlapiai su skirtingais pirminiais dienovidiniais buvo paskelbti daugelyje pasaulio šalių. Taigi, pavyzdžiui, Rusijoje ilgumos buvo skaičiuojamos nuo dienovidinio, einančio per Pulkovo observatoriją, Prancūzijoje - per Paryžiaus observatoriją, Vokietijoje - per Berlyno observatoriją, Turkijoje - per Stambulo observatoriją. Norint įvesti standartinį laiką, reikėjo suvienodinti vieną pirminį dienovidinį.

Standartinis laikas pirmą kartą buvo įvestas JAV 1883 m., o 1884 m. Vašingtone vykusioje tarptautinėje konferencijoje, kurioje dalyvavo ir Rusija, buvo priimtas sutartas sprendimas dėl standartinio laiko. Konferencijos dalyviai sutiko Grinvičo observatorijos dienovidinį laikyti pagrindiniu arba pirminiu dienovidiniu, o vietinis vidutinis Grinvičo dienovidinio saulės laikas buvo vadinamas visuotiniu arba pasauliniu laiku. Konferencijoje buvo nustatyta ir vadinamoji „datos linija“.

Mūsų šalyje standartinis laikas buvo įvestas 1919 m. Remiantis tuo metu egzistavusia tarptautine laiko juostų sistema ir administracinėmis ribomis, RSFSR žemėlapiui buvo pritaikytos laiko juostos nuo II iki XII imtinai. Vietinis laiko juostų, esančių į rytus nuo Grinvičo dienovidinio, laikas pailgėja valanda iš vienos zonos į kitą ir atitinkamai mažėja valanda į vakarus nuo Grinvičo.

Skaičiuojant laiką pagal kalendorines dienas, svarbu nustatyti, kuriuo dienovidiniu prasideda nauja data (mėnesio diena). Pagal tarptautinį susitarimą datos linija didžiąja dalimi driekiasi dienovidiniu, kuris yra 180° atstumu nuo Grinvičo, traukiantis nuo jo: į vakarus - prie Vrangelio salos ir Aleutų salų, į rytus - nuo Azijos krantų. , Fidžio, Samoa, Tongatabu, Kermandek ir Chatham salos.

Į vakarus nuo datos linijos mėnesio diena visada yra viena daugiau nei į rytus nuo jos. Todėl perėjus šią liniją iš vakarų į rytus, mėnesio skaičių reikia sumažinti vienu, o perėjus iš rytų į vakarus – vienu padidinti. Šis datos pakeitimas paprastai atliekamas artimiausią vidurnaktį po tarptautinės datos linijos kirtimo. Visiškai akivaizdu, kad tarptautinėje datų eilutėje prasideda naujas kalendorinis mėnuo ir nauji metai.

Taigi pagrindinis dienovidinis ir 180° rytų ilgumos dienovidinis, išilgai kurio daugiausia eina datos linija, padalija Žemės rutulį į vakarų ir rytų pusrutulius.

Per visą žmonijos istoriją kasdienis Žemės sukimasis visada buvo idealus laiko etalonas, kuris reguliavo žmonių veiklą ir buvo vienodumo bei tikslumo simbolis.

Seniausias laiko pr. Kr. nustatymo įrankis buvo gnomonas, graikiškai rodyklė, išlygintame plote esantis vertikalus stulpas, kurio šešėlis, keičiantis kryptį Saulei judant, rodydavo tą ar kitą paros laiką ant skalės, pažymėtos žemė prie stulpo. Saulės laikrodžiai žinomi nuo VII amžiaus prieš Kristų. Iš pradžių jie buvo paplitę Egipte ir Artimųjų Rytų šalyse, iš kur persikėlė į Graikiją ir Romą, o dar vėliau prasiskverbė į Vakarų ir Rytų Europos šalis. Antikos pasaulio, viduramžių ir naujųjų laikų astronomai ir matematikai sprendė gnomonikos – saulės laikrodžių gamybos meno ir gebėjimo juos naudoti – problemas. XVIII amžiuje pradžioje ir XIX a. Gnomonika buvo pristatyta matematikos vadovėliuose.

Ir tik po 1955 m., kai labai išaugo fizikų ir astronomų reikalavimai laiko tikslumui, tapo nebeįmanoma pasitenkinti kasdieniu Žemės sukimu kaip laiko etalonu, kuris ir taip buvo netolygus reikiamu tikslumu. Laikas, nulemtas Žemės sukimosi, yra netolygus dėl ašigalio judesių ir kampinio momento persiskirstymo tarp skirtingų Žemės dalių (hidrosferos, mantijos, skystos šerdies). Laiko nustatymui pasirinktas dienovidinis nustatomas pagal EOR tašką ir pusiaujo tašką, atitinkantį nulinę ilgumą. Šis dienovidinis yra labai arti Grinvičo.

Žemė sukasi netolygiai, todėl keičiasi dienos trukmė. Žemės sukimosi greitį paprasčiausiai galima apibūdinti Žemės paros trukmės nuokrypiu nuo standarto (86 400 s). Kuo trumpesnė Žemės para, tuo greičiau Žemė sukasi.

Žemės sukimosi greičio pokyčių dydžiui yra trys komponentai: pasaulietinis sulėtėjimas, periodiniai sezoniniai svyravimai ir nereguliarūs staigūs pokyčiai.

Pasaulietinį Žemės sukimosi greičio sulėtėjimą sukelia Mėnulio ir Saulės traukos potvynių jėgos. Potvynių ir atoslūgių jėga ištempia Žemę tiesia linija, jungiančia jos centrą su trikdančio kūno centru – Mėnuliu arba Saule. Šiuo atveju Žemės gniuždymo jėga didėja, jei rezultatas sutampa su pusiaujo plokštuma, ir mažėja, kai nukrypsta tropikų link. Suspaustos Žemės inercijos momentas yra didesnis nei nedeformuotos sferinės planetos, o kadangi kampinis Žemės momentas (t. y. jos inercijos momento sandauga iš kampinio greičio) turi išlikti pastovus, Žemės sukimosi greitis suspausta Žemė yra mažesnė nei nedeformuota Žemė. Dėl to, kad Mėnulio ir Saulės deklinacijos, atstumai nuo Žemės iki Mėnulio ir Saulės nuolat kinta, potvynių ir atoslūgių jėga laikui bėgant svyruoja. Atitinkamai keičiasi Žemės suspaudimas, o tai galiausiai sukelia Žemės sukimosi greičio svyravimus. Reikšmingiausi iš jų yra svyravimai su pusmėnesio ir mėnesio laikotarpiais.

Žemės sukimosi greičio sulėtėjimas aptinkamas astronominių stebėjimų ir paleontologinių tyrimų metu. Senovinių saulės užtemimų stebėjimai leido daryti išvadą, kad dienos trukmė kas 100 000 metų pailgėja 2 sekundėmis. Paleontologiniai koralų stebėjimai parodė, kad šiltųjų jūrų koralai auga, suformuodami juostą, kurios storis priklauso nuo per parą gaunamos šviesos kiekio. Taigi galima nustatyti metinius jų struktūros pokyčius ir apskaičiuoti dienų skaičių per metus. Šiuolaikinėje eroje buvo rasti 365 koralų diržai. Remiantis paleontologiniais stebėjimais (5 lentelė), paros trukmė tiesiškai ilgėja laikui bėgant 1,9 s per 100 000 metų.

5 lentelė

Remiantis stebėjimais per pastaruosius 250 metų, para pailgėjo 0,0014 s per šimtmetį. Kai kuriais duomenimis, be potvynių sulėtėjimo, 0,001 s per šimtmetį padidėja ir sukimosi greitis, kurį sukelia Žemės inercijos momento pokytis dėl lėto medžiagos judėjimo Žemės viduje ir ant jo paviršiaus. Jo paties pagreitis sumažina dienos ilgį. Vadinasi, jei jo nebūtų, para pailgėtų 0,0024 s per šimtmetį.

Prieš sukuriant atominius laikrodžius, Žemės sukimasis buvo valdomas lyginant stebimas ir apskaičiuotas Mėnulio, Saulės ir planetų koordinates. Tokiu būdu buvo galima susidaryti vaizdą apie Žemės sukimosi greičio kitimą per pastaruosius tris šimtmečius – nuo ​​XVII amžiaus pabaigos, kai buvo atlikti pirmieji instrumentiniai Žemės judėjimo stebėjimai. Prasidėjo mėnulis, saulė ir planetos. Šių duomenų analizė rodo (1.27 pav.), kad nuo XVII a. iki XIX amžiaus vidurio. Žemės sukimosi greitis kito nedaug. Nuo XIX amžiaus antrosios pusės. Iki šiol buvo pastebėti reikšmingi netaisyklingi greičio svyravimai, kurių būdingas laikas yra 60–70 metų.

1.27 pav. Dienos ilgio nuokrypis nuo standartinių verčių per 350 metų

Žemė greičiausiai sukosi apie 1870 m., kai Žemės para buvo 0,003 s trumpesnė už standartą. Lėčiausia – apie 1903 m., kai Žemės para buvo 0,004 s ilgesnė už standartinę. Nuo 1903 iki 1934 m Nuo 30-ųjų pabaigos iki 1972 m. įvyko Žemės sukimosi pagreitis. buvo sulėtėjimas, o nuo 1973 m. Šiuo metu Žemė pagreitina savo sukimąsi.

Periodiniai metiniai ir pusmetiniai Žemės sukimosi greičio svyravimai paaiškinami periodiškais Žemės inercijos momento pokyčiais dėl sezoninės atmosferos dinamikos ir kritulių pasiskirstymo planetoje. Šiuolaikiniais duomenimis, dienos ilgumas per metus kinta ±0,001 sekundės. Trumpiausios dienos būna liepos–rugpjūčio mėnesiais, o ilgiausios – kovo mėnesį.

Periodiniai Žemės sukimosi greičio pokyčiai yra 14 ir 28 dienų (mėnulio) ir 6 mėnesių ir 1 metų (saulės) laikotarpiai. Mažiausias Žemės sukimosi greitis (pagreitis lygus nuliui) atitinka vasario 14 d., vidutinis greitis (maksimalus pagreitis) – gegužės 28 d., didžiausias greitis (pagreitis lygus nuliui) – rugpjūčio 9 d., vidutinis greitis (minimalus lėtėjimas) – lapkričio 6 d. .

Taip pat stebimi atsitiktiniai Žemės sukimosi greičio pokyčiai, kurie vyksta nereguliariais laiko intervalais, beveik vienuolikos metų kartotiniais. Kampinio greičio santykinio pokyčio absoliuti reikšmė pasiekta 1898 m. 3,9×10 -8, o 1920 m – 4,5×10 -8. Atsitiktinių Žemės sukimosi greičio svyravimų prigimtis ir pobūdis buvo mažai ištirtas. Viena hipotezė netaisyklingus Žemės sukimosi kampinio greičio svyravimus paaiškina kai kurių Žemės viduje esančių uolienų perkristalizacija, keičiant jos inercijos momentą.

Prieš atrandant netolygų Žemės sukimąsi, išvestinis laiko vienetas – antrasis – buvo apibrėžtas kaip 1/86400 vidutinės saulės dienos. Vidutinės saulės dienos kintamumas dėl netolygaus Žemės sukimosi privertė mus atsisakyti šio antrosios apibrėžimo.

1959 metų spalio mėn Tarptautinis svorių ir matų biuras nusprendė pateikti tokį pagrindinio laiko vieneto apibrėžimą, antrąjį:

„Sekundė yra 1/31556925,9747 tropinių metų 1900 m., sausio 0 d., 12 val. efemerido laiku.

Antrasis taip apibrėžtas vadinamas „efemeridu“. Skaičius 31556925.9747=86400´365.2421988 yra sekundžių skaičius atogrąžų metais, kurių trukmė 1900 m., sausio 0 d., esant 12 valandų efemerido laiku (vienodo Niutono laiko) buvo lygi 365,2429 vidutinėms saulės paroms.

Kitaip tariant, efemerinė sekundė yra laiko tarpas, lygus 1/86 400 vidutinės saulės dienos trukmės, kurią jie turėjo 1900 m. sausio 0 d., 12 valandų efemerido laiku. Taigi naujasis antrojo apibrėžimas taip pat buvo siejamas su Žemės judėjimu aplink Saulę, o senasis apibrėžimas buvo pagrįstas tik jos sukimu aplink savo ašį.

Šiais laikais laikas yra fizikinis dydis, kurį galima išmatuoti didžiausiu tikslumu. Laiko vienetas – „atominio“ laiko sekundė (SI sekundė) – lygus 9192631770 spinduliavimo periodų trukmei, atitinkančiam perėjimą tarp dviejų hipersmulkių cezio-133 atomo pagrindinės būsenos lygių, įvestas 1967 m. XII Generalinės svorių ir matų konferencijos sprendimu, o 1970 m. pagrindiniu atskaitos laiku buvo paimtas „atominis“ laikas. Santykinis cezio dažnio standarto tikslumas yra 10 -10 -10 -11 per kelerius metus. Atominis laiko standartas neturi nei kasdienių, nei pasaulietinių svyravimų, nesensta ir turi pakankamai tikrumo, tikslumo ir atkuriamumo.

Įvedus atominį laiką, Žemės sukimosi netolygumo nustatymo tikslumas gerokai pagerėjo. Nuo šio momento atsirado galimybė fiksuoti visus Žemės sukimosi greičio svyravimus ilgesniu nei vieno mėnesio laikotarpiu. 1.28 paveiksle parodyta vidutinių mėnesinių nuokrypių eiga 1955-2000 m. laikotarpiu.

Nuo 1956 iki 1961 m Žemės sukimasis pagreitėjo nuo 1962 iki 1972 m. – sulėtėjo, o nuo 1973 m. iki dabarties – vėl įsibėgėjo. Šis pagreitis dar nesibaigė ir tęsis iki 2010 m. Sukimosi pagreitis 1958-1961 m ir sulėtėjimas 1989–1994 m. yra trumpalaikiai svyravimai. Dėl sezoninių svyravimų Žemės sukimosi greitis lėčiausias balandį ir lapkritį, o didžiausias – sausį ir liepą. Sausio maksimumas yra žymiai mažesnis nei liepos maksimumas. Skirtumas tarp minimalaus žemės paros trukmės nuokrypio nuo normos liepos mėnesį ir didžiausio balandį arba lapkritį yra 0,001 s.

1.28 pav. Vidutiniai mėnesiniai Žemės paros trukmės nuokrypiai nuo standarto 45 metus

Didelę mokslinę ir praktinę reikšmę turi Žemės sukimosi netolygumo, Žemės ašies nutacijos ir ašigalių judėjimo tyrimas. Žinios apie šiuos parametrus būtinos norint nustatyti dangaus ir žemės objektų koordinates. Jie padeda plėsti mūsų žinias įvairiose geomokslų srityse.

XX amžiaus devintajame dešimtmetyje astronominius Žemės sukimosi parametrų nustatymo metodus pakeitė nauji geodezijos metodai. Palydovų Doplerio stebėjimai, Mėnulio ir palydovų lazerinis nuotolio nustatymas, GPS globalios padėties nustatymo sistema, radijo interferometrija yra veiksmingos priemonės tiriant netolygų Žemės sukimąsi ir ašigalių judėjimą. Radijo interferometrijai tinkamiausi yra kvazarai – galingi itin mažo kampinio dydžio (mažiau nei 0,02²) radijo spinduliuotės šaltiniai, kurie, matyt, yra tolimiausi Visatos objektai, praktiškai nejudantys danguje. Kvazaro radijo interferometrija yra efektyviausia ir nuo optinių matavimų nepriklausoma priemonė Žemės sukimosi judėjimui tirti.

Žemė yra sferinė, tačiau ji nėra tobula sfera. Dėl sukimosi planeta yra šiek tiek suplota ties ašigaliais, tokia figūra paprastai vadinama sferoidu arba geoidu - „kaip žemė“.

Žemė didžiulė, jos dydį sunku įsivaizduoti. Pagrindiniai mūsų planetos parametrai yra šie:

• Skersmuo – 12570 km
• Pusiaujo ilgis – 40076 km
• Bet kurio dienovidinio ilgis yra 40008 km
• Bendras Žemės paviršiaus plotas yra 510 milijonų km2
• Stulpų spindulys - 6357 km
• Pusiaujo spindulys – 6378 km

Žemė vienu metu sukasi aplink saulę ir aplink savo ašį.

Kokius Žemės judėjimo tipus žinote?
Kasmetinis ir kasdieninis Žemės sukimasis

Žemės sukimasis aplink savo ašį

Žemė sukasi aplink pasvirusią ašį iš vakarų į rytus.

Pusė Žemės rutulio apšviesta saulės, ten tuo metu diena, kita pusė – šešėlyje, ten – naktis. Dėl Žemės sukimosi vyksta dienos ir nakties ciklas. Žemė vieną apsisukimą aplink savo ašį padaro per 24 valandas – per parą.

Dėl sukimosi judančios srovės (upės, vėjai) šiauriniame pusrutulyje nukrypsta į dešinę, o pietų pusrutulyje – į kairę.

Žemės sukimasis aplink Saulę

Žemė sukasi aplink saulę žiedine orbita, pilną apsisukimą padarydama per 1 metus. Žemės ašis nėra vertikali, į orbitą pasvirusi 66,5° kampu, šis kampas išlieka pastovus viso sukimosi metu. Pagrindinė šios rotacijos pasekmė – metų laikų kaita.

Panagrinėkime kraštutinius Žemės sukimosi aplink Saulę taškus.

• gruodžio 22 d- žiemos saulėgrįžos diena. Pietinis tropikas šiuo metu yra arčiausiai saulės (saulė yra zenite) – todėl pietų pusrutulyje vasara, o šiauriniame pusrutulyje – žiema. Naktys pietiniame pusrutulyje trumpos gruodžio 22 d., pietiniame poliariniame rate, diena trunka 24 valandas, naktis neateina. Šiauriniame pusrutulyje viskas atvirkščiai, poliariniame rate, naktis trunka 24 valandas.
• birželio 22 d– vasaros saulėgrįžos diena. Šiaurinis tropikas yra arčiausiai saulės – šiauriniame pusrutulyje – vasara, o pietų pusrutulyje – žiema. Pietiniame poliariniame rate naktis trunka 24 valandas, o šiauriniame ratu nakties visai nėra.
• kovo 21 d., rugsėjo 23 d- pavasario ir rudens lygiadienio dienos Pusiaujas yra arčiausiai saulės diena abiejuose pusrutuliuose.

Žemės sukimasis aplink savo ašį ir aplink Saulę Vikipedijos Žemės forma ir matmenys
Ieškoti svetainėje:

Metai

Laikas viena revoliucija Žemė aplinkui Saulė . Vykstant metiniam judėjimui, mūsų planeta persikelia erdvė kurio vidutinis greitis 29,765 km/s, t.y. daugiau nei 100 000 km/val.

anomalistinis

Anomaliniai metai yra laikotarpis laiko tarp dviejų ėjimų iš eilės Žemė jo perihelio . Jo trukmė – 365,25964 dienų . Tai maždaug 27 minutėmis ilgesnis nei veikimo laikas atogrąžų(žr. čia) metų. Tai sukelia nuolatinis perihelio taško padėties pasikeitimas. Dabartiniu laikotarpiu Žemė praeina perihelio tašką sausio 2 d

keliamieji metai

Kas ketvirti metai, kaip šiuo metu naudojama daugumoje pasaulio šalių kalendorius turi papildomą dieną – vasario 29 d. – ir vadinama keliamąja diena. Jį įvesti reikia dėl to, kad Žemė daro vieną revoliuciją aplinkui Saulė laikotarpiui, kuris nėra lygus sveikam skaičiui dienų . Metinė paklaida lygi beveik ketvirtadaliui dienos ir kas ketverius metus ji kompensuojama įvedant „papildomą dieną“. Taip pat žr Grigaliaus kalendorius .

siderinis (žvaigždžių)

Laikas apyvarta Žemė aplinkui Saulė koordinačių sistemoje „fiksuota žvaigždės “, t.y., tarsi „žiūrint saulės sistema iš išorės“. 1950 m. jis buvo lygus 365 dienų , 6 valandos 9 minutės 9 sekundės.

Veikiamas nerimą keliančių kitų patrauklumo planetos , daugiausia Jupiteris Ir Saturnas , metų trukmė priklauso nuo kelių minučių svyravimų.

Be to, metų trukmė per šimtą metų sumažėja 0,53 sekundės. Taip nutinka todėl, kad Žemė, veikiama potvynio jėgų, sulėtina Saulės sukimąsi aplink savo ašį (žr. Įdubimai ir srautai ). Tačiau pagal kampinio momento išsaugojimo dėsnį tai kompensuoja tai, kad Žemė tolsta nuo Saulės ir pagal antrąjį Keplerio dėsnis jo cirkuliacijos laikotarpis ilgėja.

atogrąžų

Stebėtojui, esančiam šiauriniame pusrutulyje, pavyzdžiui, europinėje Rusijos dalyje, Saulė dažniausiai kyla rytuose ir kyla į pietus, vidurdienį užimdama aukščiausią vietą danguje, tada nusileidžia į vakarus ir išnyksta už nugaros. horizontas. Šis Saulės judėjimas yra matomas tik dėl Žemės sukimosi aplink savo ašį. Jei pažvelgsite į Žemę iš viršaus Šiaurės ašigalio kryptimi, ji suksis prieš laikrodžio rodyklę. Tuo pačiu metu Saulė yra vietoje, jos judėjimo išvaizda susidaro dėl Žemės sukimosi.

Metinis Žemės sukimasis

Žemė taip pat sukasi prieš laikrodžio rodyklę aplink Saulę: jei į planetą pažvelgsite iš viršaus, iš Šiaurės ašigalio. Kadangi Žemės ašis yra pasvirusi jos sukimosi plokštumos atžvilgiu, ji ją apšviečia netolygiai, kai Žemė sukasi aplink Saulę. Kai kurios vietos gauna daugiau saulės šviesos, kitos mažiau. Dėl to keičiasi metų laikai ir keičiasi dienos trukmė.

Pavasario ir rudens lygiadienis

Du kartus per metus, kovo 21 ir rugsėjo 23 d., Saulė vienodai apšviečia šiaurinį ir pietinį pusrutulius. Šios akimirkos vadinamos rudens lygiadieniu. Kovo mėnesį šiauriniame pusrutulyje prasideda ruduo, o pietų pusrutulyje – ruduo. Priešingai, rugsėjį į šiaurinį pusrutulį ateina ruduo, o į pietinį pusrutulį – pavasaris.

Vasaros ir žiemos saulėgrįža

Šiaurės pusrutulyje birželio 22 dieną Saulė aukščiausiai pakyla virš horizonto. Diena trunka ilgiausią, o naktis šią dieną yra trumpiausia. Žiemos saulėgrįža būna gruodžio 22 dieną – diena trumpiausia, o naktis ilgiausia. Pietų pusrutulyje viskas vyksta priešingai.

Poliarinė naktis

Dėl žemės ašies pasvirimo Šiaurės pusrutulio poliariniai ir subpoliariniai regionai žiemos mėnesiais yra be saulės spindulių – Saulė išvis nepakyla virš horizonto. Šis reiškinys žinomas kaip poliarinė naktis. Panaši poliarinė naktis egzistuoja ir pietinio pusrutulio cirkumpoliariniuose regionuose, skirtumas tarp jų yra lygiai šeši mėnesiai.

Kas suteikia Žemei sukimąsi aplink Saulę

Planetos negali nesisukti aplink savo žvaigždes – kitaip jos tiesiog pritrauktų ir sudegtų. Žemės unikalumas slypi tame, kad jos ašies posvyris 23,44° pasirodė optimalus visai planetos gyvybės įvairovei atsirasti.

Būtent dėl ​​ašies pasvirimo keičiasi metų laikai, yra skirtingos klimato zonos, kurios suteikia žemės floros ir faunos įvairovę. Žemės paviršiaus įkaitimo pokyčiai užtikrina oro masių judėjimą, taigi ir kritulius lietaus ir sniego pavidalu.

Optimalus pasirodė ir 149 600 000 km atstumas nuo Žemės iki Saulės. Šiek tiek toliau, ir vanduo Žemėje būtų tik ledo pavidalo. Jei arčiau, temperatūra būtų per aukšta. Pats gyvybės atsiradimas Žemėje ir jos formų įvairovė tapo įmanoma būtent dėl ​​unikalaus daugybės veiksnių sutapimo.