الأرض تتحرك باستمرار ، تدور حول الشمس وحول محورها. تحدد هذه الحركة والميل الثابت لمحور الأرض (23.5 درجة) العديد من التأثيرات التي نلاحظها كظواهر طبيعية: الليل والنهار (بسبب دوران الأرض حول محورها) ، وتغير الفصول (بسبب إمالة محور الأرض) ، ومناخ مختلف في مناطق مختلفة. يمكن تدوير الكرات الأرضية ويكون محورها بميل مثل محور الأرض (23.5 درجة) ، لذلك بمساعدة الكرة الأرضية يمكنك تتبع حركة الأرض حول محورها بدقة تامة ، وبمساعدة "الأرض - الشمس "نظام يمكنك تتبع حركة الأرض حول الشمس.

دوران الأرض حول محورها

تدور الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق (عكس اتجاه عقارب الساعة كما يُرى من القطب الشمالي). تستغرق الأرض 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.09 ثانية لإكمال دورة كاملة واحدة على محورها. ليلا ونهارا بسبب دوران الأرض. السرعة الزاوية لدوران الأرض حول محورها ، أو الزاوية التي تدور بها أي نقطة على سطح الأرض ، هي نفسها. إنها 15 درجة في ساعة واحدة. لكن السرعة الخطية للدوران في أي مكان على خط الاستواء تبلغ حوالي 1669 كيلومترًا في الساعة (464 م / ث) ، وتنخفض إلى صفر عند القطبين. على سبيل المثال ، تبلغ سرعة الدوران عند خط عرض 30 درجة 1445 كم / ساعة (400 م / ث).
لا نلاحظ دوران الأرض لسبب بسيط وهو أن جميع الكائنات من حولنا تتحرك بالتوازي وفي نفس الوقت معنا بنفس السرعة ولا توجد حركات "نسبية" للأشياء من حولنا. على سبيل المثال ، إذا تحركت سفينة بشكل متساوٍ ، دون تسارع أو تباطؤ عبر البحر في طقس هادئ ، بدون أمواج على سطح الماء ، فلن نشعر على الإطلاق كيف تتحرك هذه السفينة إذا كنا في مقصورة بدون فتحة. ، لأن جميع الأشياء داخل المقصورة ستتحرك بالتوازي معنا ومع السفينة.

حركة الأرض حول الشمس

بينما تدور الأرض حول محورها الخاص ، فإنها تدور أيضًا حول الشمس من الغرب إلى الشرق عكس اتجاه عقارب الساعة ، كما تُرى من القطب الشمالي. تستغرق الأرض سنة فلكية واحدة (حوالي 365.2564 يومًا) لإكمال ثورة كاملة حول الشمس. يسمى مسار الأرض حول الشمس مدار الأرض.وهذا المدار ليس مستديرًا تمامًا. يبلغ متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس حوالي 150 مليون كيلومتر ، وتتنوع هذه المسافة لتصل إلى 5 ملايين كيلومتر ، وتشكل مدارًا بيضاويًا صغيرًا (قطع ناقص). تسمى النقطة الموجودة في مدار الأرض الأقرب إلى الشمس Perihelion. تمر الأرض بهذه النقطة في أوائل شهر يناير. النقطة في مدار الأرض الأبعد عن الشمس تسمى Aphelion. الأرض تمر بهذه النقطة في أوائل يوليو.
نظرًا لأن الأرض تتحرك حول الشمس في مسار إهليلجي ، تتغير السرعة المدارية. في يوليو ، تكون السرعة الدنيا (29.27 كم / ث) وبعد اجتياز الأوج (النقطة الحمراء العلوية في الرسم المتحرك) تبدأ في التسارع ، وفي يناير تكون السرعة القصوى (30.27 كم / ث) وتبدأ في التباطؤ بعد اجتياز الحضيض (النقطة الحمراء السفلية).).
بينما تحدث الأرض ثورة واحدة حول الشمس ، فإنها تتغلب على مسافة تساوي 942 مليون كيلومتر في 365 يومًا و 6 ساعات و 9 دقائق و 9.5 ثانية ، أي أننا نندفع مع الأرض حول الشمس بمتوسط ​​سرعة 30 كم في الثانية (أو 107460 كم في الساعة) ، وفي نفس الوقت تدور الأرض حول محورها خلال 24 ساعة مرة واحدة (365 مرة في السنة).
في الواقع ، إذا أخذنا في الاعتبار حركة الأرض بشكل أكثر دقة ، فسيكون الأمر أكثر تعقيدًا ، حيث تؤثر العوامل المختلفة على الأرض: دوران القمر حول الأرض ، وجاذبية الكواكب والنجوم الأخرى.

كوكبنا في حالة حركة مستمرة:

• الدوران حول محوره ، الحركة حول الشمس ؛
• مع دوران الشمس حول مركز مجرتنا ؛
• الحركة بالنسبة لمركز المجموعة المحلية من المجرات وغيرها.

حركة الأرض حول محورها

دوران الأرض حول محورها(رسم بياني 1). يتم أخذ خط وهمي لمحور الأرض ، والذي يدور حوله. ينحرف هذا المحور بمقدار 23 درجة 27 بوصة عن العمودي على مستوى مسير الشمس. يتقاطع محور الأرض مع سطح الأرض عند نقطتين - القطبين - الشمال والجنوب. عند النظر إليه من القطب الشمالي ، يحدث دوران الأرض عكس اتجاه عقارب الساعة أو ، كما هو شائع ، من الغرب إلى الشرق ، حيث يقوم الكوكب بدورة كاملة حول محوره في يوم واحد.

أرز. 1. دوران الأرض حول محورها

اليوم هو وحدة زمنية. أيام فلكية وشمسية منفصلة.

يوم فلكيهو مقدار الوقت الذي تستغرقه الأرض للدوران حول محورها بالنسبة إلى النجوم. إنها تساوي 23 ساعة و 56 دقيقة و 4 ثوان.

يوم شمسيهو مقدار الوقت الذي تستغرقه الأرض للدوران حول محورها بالنسبة للشمس.

زاوية دوران كوكبنا حول محوره هي نفسها في جميع خطوط العرض. في ساعة واحدة ، تتحرك كل نقطة على سطح الأرض بمقدار 15 درجة من موضعها الأصلي. لكن في الوقت نفسه ، تتناسب سرعة الحركة عكسًا مع خط العرض الجغرافي: عند خط الاستواء تبلغ 464 م / ث ، وعند خط عرض 65 درجة - 195 م / ث فقط.

أثبت ج. فوكو دوران الأرض حول محورها في عام 1851 في تجربته. في باريس ، في البانثيون ، تم تعليق بندول تحت القبة ، وتحتها دائرة بها أقسام. مع كل حركة لاحقة ، تحول البندول إلى تقسيمات جديدة. يمكن أن يحدث هذا فقط إذا كان سطح الأرض تحت البندول يدور. لا يتغير موضع المستوى المتأرجح للبندول عند خط الاستواء ، لأن المستوى يتزامن مع خط الزوال. للدوران المحوري للأرض آثار جغرافية مهمة.

عندما تدور الأرض ، تنشأ قوة طرد مركزي تلعب دورًا مهمًا في تشكيل شكل الكوكب وتقلل من قوة الجاذبية.

من أهم نتائج الدوران المحوري تشكيل قوة الدوران - قوات كوريوليس.في القرن 19 تم حسابه لأول مرة من قبل عالم فرنسي في مجال الميكانيكا كوريوليس (1792-1843). هذه إحدى قوى القصور الذاتي المقدمة لمراعاة تأثير دوران إطار مرجعي متحرك على الحركة النسبية لنقطة مادية. يمكن التعبير عن تأثيره بإيجاز على النحو التالي: ينحرف كل جسم متحرك في نصف الكرة الشمالي إلى اليمين ، وفي الجنوب - إلى اليسار. عند خط الاستواء ، قوة كوريوليس تساوي صفرًا (الشكل 3).

أرز. 3. عمل قوة كوريوليس

يمتد تأثير قوة كوريوليس إلى العديد من ظواهر الغلاف الجغرافي. تأثير الانحراف ملحوظ بشكل خاص في اتجاه حركة الكتل الهوائية. تحت تأثير قوة الانحراف لدوران الأرض ، تتخذ رياح خطوط العرض المعتدلة لنصفي الكرة الأرضية في الغالب اتجاهًا غربيًا ، وفي خطوط العرض الاستوائية - شرقًا. تم العثور على مظهر مماثل لقوة كوريوليس في اتجاه حركة مياه المحيطات. يرتبط عدم تناسق وديان الأنهار أيضًا بهذه القوة (عادةً ما تكون الضفة اليمنى مرتفعة في نصف الكرة الشمالي ، في الجنوب - اليسار).

كما يؤدي دوران الأرض حول محورها إلى حركة الإضاءة الشمسية عبر سطح الأرض من الشرق إلى الغرب ، أي إلى تغير النهار والليل.

يخلق تغيير النهار والليل إيقاعًا يوميًا في الطبيعة الحية وغير الحية. يرتبط الإيقاع اليومي ارتباطًا وثيقًا بظروف الضوء ودرجة الحرارة. إن المسار اليومي لدرجة الحرارة ، نسمات النهار والليل ، إلخ ، معروفة جيدًا ، وتحدث الإيقاعات اليومية أيضًا في الحياة البرية - لا يمكن التمثيل الضوئي إلا خلال النهار ، حيث تفتح معظم النباتات أزهارها في ساعات مختلفة ؛ تنشط بعض الحيوانات أثناء النهار ، والبعض الآخر في الليل. تستمر حياة الإنسان أيضًا في إيقاع يومي.

نتيجة أخرى لدوران الأرض حول محورها هو اختلاف التوقيت في نقاط مختلفة على كوكبنا.

منذ عام 1884 ، تم اعتماد حساب زمني للمنطقة ، أي تم تقسيم سطح الأرض بالكامل إلى 24 منطقة زمنية كل منها 15 درجة. لكل التوقيت القياسيخذ التوقيت المحلي لخط الزوال الأوسط لكل حزام. تختلف المناطق الزمنية المجاورة بمقدار ساعة واحدة. يتم رسم حدود الأحزمة مع مراعاة الحدود السياسية والإدارية والاقتصادية.

الحزام الصفري هو غرينتش (باسم مرصد غرينتش بالقرب من لندن) ، والذي يمتد على جانبي خط الزوال الرئيسي. يعتبر وقت الصفر أو خط الطول الأولي التوقيت العالمي.

تم قبول ميريديان 180 درجة دوليًا خط قياس التاريخ- خط شرطي على سطح الكرة الأرضية ، تتزامن على جانبيه الساعات والدقائق ، وتختلف تواريخ التقويم بيوم واحد.

من أجل استخدام أكثر عقلانية لضوء النهار في صيف عام 1930 ، قدم بلدنا وقت الأمومةقبل المنطقة بساعة واحدة. للقيام بذلك ، تم تحريك عقارب الساعة للأمام لمدة ساعة. في هذا الصدد ، تعيش موسكو ، كونها في المنطقة الزمنية الثانية ، وفقًا لتوقيت المنطقة الزمنية الثالثة.

منذ عام 1981 ، بين أبريل وأكتوبر ، تم تقديم الوقت ساعة واحدة. هذا ما يسمى وقت الصيف.يتم تقديمه لتوفير الطاقة. في الصيف ، تتقدم موسكو بساعتين عن التوقيت القياسي.

المنطقة الزمنية التي تقع فيها موسكو هي موسكو.

حركة الأرض حول الشمس

تدور الأرض حول محورها ، وتتحرك في نفس الوقت حول الشمس ، وتدور حول الدائرة في 365 يومًا و 5 ساعات و 48 دقيقة و 46 ثانية. هذه الفترة تسمى سنة فلكية.للراحة ، يُعتبر أن هناك 365 يومًا في السنة ، وكل أربع سنوات ، عندما "تتراكم" 24 ساعة من أصل ست ساعات ، لا يوجد 365 يومًا ، بل 366 يومًا في السنة. هذا العام يسمى سنة كبيسة،ويضاف يوم واحد إلى فبراير.

يسمى المسار في الفضاء الذي تتحرك فيه الأرض حول الشمس يدور في مدار(الشكل 4). مدار الأرض بيضاوي الشكل ، وبالتالي فإن المسافة من الأرض إلى الشمس ليست ثابتة. عندما تكون الأرض في الداخل الحضيض(من اليونانية. بيري- قريب ، حول و هيليوس- الشمس) - أقرب نقطة في المدار إلى الشمس - في 3 يناير ، كانت المسافة 147 مليون كيلومتر. إنه فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي في هذا الوقت. ابعد مسافة من الشمس في اوج(من اليونانية. آرو- بعيدًا عن و هيليوس- الشمس) - أكبر مسافة من الشمس - 5 يوليو. إنها تساوي 152 مليون كم. في هذا الوقت ، يكون الصيف في نصف الكرة الشمالي.

أرز. 4. حركة الأرض حول الشمس

تُلاحظ الحركة السنوية للأرض حول الشمس من خلال التغيير المستمر في موضع الشمس في السماء - ارتفاع منتصف النهار وتغير موضع شروقها وغروبها ، ومدة الأجزاء الساطعة والمظلمة من الشمس. يتغير اليوم.

عند التحرك في المدار ، لا يتغير اتجاه محور الأرض ، بل يتم توجيهه دائمًا نحو نجم الشمال.

نتيجة للتغير في المسافة من الأرض إلى الشمس ، وكذلك بسبب ميل محور الأرض إلى مستوى حركتها حول الشمس ، لوحظ توزيع غير متساوٍ للإشعاع الشمسي على الأرض خلال العام. . هذه هي الطريقة التي تتغير بها الفصول ، وهو أمر نموذجي لجميع الكواكب التي تميل محور الدوران إلى مستوى مدارها. (مسير الشمس)تختلف عن 90 درجة. السرعة المدارية للكوكب في نصف الكرة الشمالي أعلى في الشتاء وأقل في الصيف. لذلك ، فإن نصف الشتاء الشتوي يستمر 179 ، والصيف نصف العام - 186 يومًا.

نتيجة لحركة الأرض حول الشمس وميل محور الأرض إلى مستوى مدارها بمقدار 66.5 درجة ، لا يُلاحظ تغير الفصول على كوكبنا فحسب ، بل يُلاحظ أيضًا تغيرًا في طول النهار ليلا ونهارا.

يوضح الشكل دوران الأرض حول الشمس وتغير الفصول على الأرض. 81 (الاعتدالات والانقلابات حسب المواسم في نصف الكرة الشمالي).

مرتين فقط في السنة - في أيام الاعتدال ، يكون طول النهار والليل على الأرض كلها متماثلًا تقريبًا.

إكوينوكس- اللحظة التي يعبر فيها مركز الشمس ، أثناء حركته السنوية الظاهرة على طول مسير الشمس ، خط الاستواء السماوي. هناك اعتدالات الربيع والخريف.

إن ميل محور دوران الأرض حول الشمس في الاعتدالات في 20-21 مارس و 22-23 سبتمبر محايد بالنسبة للشمس ، وأجزاء الكوكب التي تواجهها مضاءة بشكل موحد من قطب إلى آخر (الشكل. 5). تسقط أشعة الشمس عموديًا عند خط الاستواء.

أطول يوم وأقصر ليلة تحدث في الانقلاب الصيفي.

أرز. 5. إضاءة الشمس للأرض في أيام الاعتدال

الانقلاب- لحظة المرور بمركز الشمس لنقاط مسير الشمس ، الأبعد عن خط الاستواء (نقاط الانقلاب). هناك انقلابات صيفية وشتوية.

في يوم الانقلاب الصيفي في 21-22 يونيو ، تتخذ الأرض موقعًا يميل فيه الطرف الشمالي لمحورها نحو الشمس. ولا تسقط الأشعة عموديًا على خط الاستواء ، بل على المدار الشمالي ، الذي يبلغ خط عرضه 23 درجة 27 "طوال النهار والليل ، لا تُضاء المناطق القطبية فحسب ، بل أيضًا المساحة الواقعة خلفها حتى خط العرض 66 درجة 33" ( دائرة القطب الشمالي). في نصف الكرة الجنوبي في هذا الوقت ، فقط الجزء الذي يقع بين خط الاستواء والدائرة القطبية الشمالية الجنوبية (66 درجة 33 بوصة) يتضح أنه مضاء ، وخلفه ، في هذا اليوم ، سطح الأرض غير مضاء.

في يوم الانقلاب الشتوي في 21-22 كانون الأول (ديسمبر) ، يحدث كل شيء في الاتجاه المعاكس (الشكل 6). أشعة الشمس تتساقط بالفعل على مدار الجنوب. مضاءة في نصف الكرة الجنوبي هي المناطق التي تقع ليس فقط بين خط الاستواء والمدار ، ولكن أيضًا حول القطب الجنوبي. يستمر هذا الوضع حتى الاعتدال الربيعي.

أرز. 6. إضاءة الأرض في يوم الانقلاب الشتوي

عند تماثلين للأرض في أيام الانقلاب الشمسي ، تكون الشمس في الظهيرة فوق رأس الراصد مباشرة ، أي في أوجها. تسمى هذه المتوازيات المناطق الاستوائية.على مدار الشمال (23 درجة شمالًا) ، تكون الشمس في ذروتها في 22 يونيو ، على مدار الجنوب (23 درجة جنوبًا) في 22 ديسمبر.

عند خط الاستواء ، يساوي النهار دائمًا الليل. إن زاوية سقوط أشعة الشمس على سطح الأرض وطول اليوم هناك يتغيران قليلاً ، لذلك لا يتم التعبير عن تغير الفصول.

دوائر القطب الشماليمن اللافت للنظر أنها حدود المناطق التي توجد فيها أيام وليالي قطبية.

يوم قطبي- الفترة التي لا تسقط فيها الشمس عن الأفق. كلما ابتعدنا عن الدائرة القطبية الشمالية بالقرب من القطب ، كلما زاد طول اليوم القطبي. عند خط عرض الدائرة القطبية الشمالية (66.5 درجة) تستمر يومًا واحدًا فقط ، وفي القطب تدوم 189 يومًا. في نصف الكرة الشمالي عند خط عرض الدائرة القطبية الشمالية ، يتم الاحتفال باليوم القطبي في 22 يونيو - يوم الانقلاب الصيفي ، وفي نصف الكرة الجنوبي عند خط عرض الدائرة القطبية الجنوبية - في 22 ديسمبر.

ليلة قطبيةيدوم من يوم واحد عند خط عرض الدائرة القطبية الشمالية إلى 176 يومًا عند القطبين. أثناء الليل القطبي ، لا تظهر الشمس فوق الأفق. في نصف الكرة الشمالي ، عند خط عرض الدائرة القطبية الشمالية ، لوحظت هذه الظاهرة في 22 ديسمبر.

من المستحيل عدم ملاحظة ظاهرة طبيعية رائعة مثل الليالي البيضاء. ليال بيضاء- هذه ليالي مشرقة في بداية الصيف ، عندما يقترب فجر المساء مع فجر الصباح ويستمر الشفق طوال الليل. يتم ملاحظتها في كلا نصفي الكرة الأرضية عند خطوط عرض تتجاوز 60 درجة ، عندما يقع مركز الشمس عند منتصف الليل أسفل الأفق بما لا يزيد عن 7 درجات. في سانت بطرسبرغ (حوالي 60 درجة شمالًا) تستمر الليالي البيضاء من 11 يونيو إلى 2 يوليو ، في أرخانجيلسك (64 درجة شمالًا) من 13 مايو إلى 30 يوليو.

يؤثر الإيقاع الموسمي المرتبط بالحركة السنوية في المقام الأول على إضاءة سطح الأرض. اعتمادًا على التغير في ارتفاع الشمس فوق الأفق على الأرض ، هناك خمسة أحزمة الإضاءة.يقع الحزام الساخن بين المناطق الاستوائية الشمالية والجنوبية (مدار السرطان ومدار الجدي) ، ويحتل 40٪ من سطح الأرض ويتميز بأكبر قدر من الحرارة القادمة من الشمس. بين المناطق الاستوائية ودوائر القطب الشمالي في نصفي الكرة الجنوبي والشمالي توجد مناطق معتدلة من الإضاءة. يتم التعبير هنا بالفعل عن فصول السنة: كلما كانت المسافة بعيدة عن المناطق الاستوائية ، كلما كان الصيف أقصر وأكثر برودة ، كلما كان الشتاء أطول وأكثر برودة. الأحزمة القطبية في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي محدودة بدوائر القطب الشمالي. هنا ، يكون ارتفاع الشمس فوق الأفق خلال العام منخفضًا ، لذا فإن كمية الحرارة الشمسية ضئيلة. تتميز المناطق القطبية بالنهار والليالي القطبية.

اعتمادًا على الحركة السنوية للأرض حول الشمس ، لا يوجد فقط تغير الفصول والإضاءة غير المتساوية المصاحبة لسطح الأرض عبر خطوط العرض ، ولكن أيضًا جزء مهم من العمليات في الغلاف الجغرافي: التغيرات المناخية الموسمية ، و نظام الأنهار والبحيرات ، إيقاع الحياة النباتية والحيوانية ، أنواع وشروط العمل الزراعي.

تقويم.تقويم- نظام لحساب المدد الطويلة. يعتمد هذا النظام على الظواهر الطبيعية الدورية المرتبطة بحركة الأجرام السماوية. يستخدم التقويم الظواهر الفلكية - تغير الفصول ، ليلا ونهارا ، والتغير في مراحل القمر. أول تقويم مصري ، تم إنشاؤه في القرن الرابع. قبل الميلاد ه. في الأول من كانون الثاني (يناير) ، 45 ، قدم يوليوس قيصر التقويم اليولياني ، والذي لا تزال الكنيسة الأرثوذكسية الروسية تستخدمه. يرجع ذلك إلى حقيقة أن مدة العام اليولياني أطول من تلك الفلكية بمقدار 11 دقيقة و 14 ثانية بحلول القرن السادس عشر. تراكم "خطأ" 10 أيام - لم يأت يوم الاعتدال الربيعي في 21 مارس ، ولكن في 11 مارس. تم تصحيح هذا الخطأ في عام 1582 بمرسوم من البابا غريغوري الثالث عشر. تم تقديم عدد الأيام بمقدار 10 أيام ، وتم تحديد اليوم الذي يلي 4 أكتوبر ليتم اعتباره يوم الجمعة ، ولكن ليس 5 أكتوبر ، ولكن 15 أكتوبر. عاد الاعتدال الربيعي مرة أخرى إلى 21 مارس ، وأصبح التقويم معروفًا باسم التقويم الغريغوري. تم تقديمه في روسيا عام 1918. ومع ذلك ، فإن له أيضًا عددًا من العيوب: عدم تساوي مدة الأشهر (28 ، 29 ، 30 ، 31 يومًا) ، عدم المساواة في الأرباع (90 ، 91 ، 92 يومًا) ، عدم اتساق عدد الأشهر حسب أيام الأسبوع.

متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس حوالي 150 مليون كيلومتر. لكن منذ دوران الأرض حول الشمسلا يحدث في دائرة ، ولكن في شكل بيضاوي ، ثم في أوقات مختلفة من العام تكون الأرض إما أبعد قليلاً عن الشمس ، أو أقرب قليلاً منها.

في هذه الصورة ذات الفاصل الزمني الحقيقي ، نرى المسار الذي تسلكه الأرض في 20-30 دقيقة بالنسبة للكواكب والمجرات الأخرى ، والتي تدور حول محورها.

تغيير الفصول

من المعروف أنه في الصيف ، في أشد أوقات السنة حرارة - في يونيو ، تبعد الأرض حوالي 5 ملايين كيلومتر عن الشمس عنها في الشتاء ، في أبرد موسم - في ديسمبر. بالتالي، تغيير الفصوللا يحدث ذلك لأن الأرض أقرب أو أبعد من الشمس ، ولكن لسبب آخر.

تحافظ الأرض ، في حركتها الانتقالية حول الشمس ، باستمرار على نفس اتجاه محورها. ومع الدوران الانتقالي للأرض حول الشمس في المدار ، يميل محور الأرض الخيالي هذا دائمًا إلى مستوى مدار الأرض. سبب تغيير الفصول هو بالتحديد حقيقة أن محور الأرض يميل دائمًا إلى مستوى مدار الأرض بنفس الطريقة.

لذلك ، في 22 يونيو ، عندما يكون نصف الكرة الأرضية لدينا أطول يوم في السنة ، تضيء الشمس أيضًا القطب الشمالي ، ويظل القطب الجنوبي في الظلام ، لأن أشعة الشمس لا تضيئه. في حين أن الصيف في النصف الشمالي من الكرة الأرضية له أيام طويلة وليالي قصيرة ، في نصف الكرة الجنوبي ، على العكس من ذلك ، هناك ليال طويلة وأيام قصيرة. هناك ، إذن ، الشتاء ، حيث تسقط الأشعة "بشكل غير مباشر" ولها قيمة منخفضة من السعرات الحرارية.

فرق التوقيت بين النهار والليل

من المعروف أن تغير النهار والليل يحدث نتيجة دوران الأرض حول محورها ، (مزيد من التفاصيل :). لكن فرق التوقيت بين النهار والليليعتمد على دوران الأرض حول الشمس. في الشتاء ، 22 ديسمبر ، عندما تبدأ أطول ليلة وأقصر يوم في نصف الكرة الشمالي ، لا يضيء القطب الشمالي بالشمس على الإطلاق ، بل إنه "في الظلام" ، والقطب الجنوبي مضاء. في فصل الشتاء ، كما تعلم ، يقضي سكان النصف الشمالي من الكرة الأرضية ليالي طويلة وأيامًا قصيرة.

في 21-22 آذار (مارس) ، اليوم يساوي الليل ، الاعتدال الربيعي؛ نفس الاعتدال خريف- يحدث في 23 سبتمبر. في هذه الأيام ، تحتل الأرض مثل هذا الموقع في مدارها بالنسبة للشمس بحيث تضيء أشعة الشمس في نفس الوقت القطبين الشمالي والجنوبي ، وتسقط عموديًا على خط الاستواء (الشمس في أوجها). لذلك ، في 21 مارس و 23 سبتمبر ، تضيء الشمس أي نقطة على سطح الكرة الأرضية لمدة 12 ساعة وتظل في الظلام لمدة 12 ساعة: ليلا ونهارا في جميع أنحاء العالم.

المناطق المناخية للأرض

إن دوران الأرض حول الشمس يفسر وجود متنوع المناطق المناخية للأرض. نظرًا لحقيقة أن الأرض لها شكل كروي وأن محورها التخيلي يميل دائمًا إلى مستوى مدار الأرض بنفس الزاوية ، يتم تسخين أجزاء مختلفة من سطح الأرض وإضاءتها بواسطة أشعة الشمس بطرق مختلفة. تقع على مساحات منفصلة من سطح الأرض بزوايا ميل مختلفة ، ونتيجة لذلك ، فإن قيمتها الحرارية في مناطق مختلفة من سطح الأرض ليست هي نفسها. عندما تكون الشمس منخفضة فوق الأفق (على سبيل المثال ، في المساء) وتسقط أشعةها على سطح الأرض بزاوية صغيرة ، فإنها تسخن قليلاً جدًا. على العكس من ذلك ، عندما تكون الشمس عالية فوق الأفق (على سبيل المثال ، عند الظهيرة) ، تسقط أشعةها على الأرض بزاوية كبيرة ، وتزداد قيمتها الحرارية.

وحيث تكون الشمس في أوجها في بعض الأيام وتسقط أشعةها عموديًا تقريبًا ، فهناك ما يسمى الحزام الساخن. في هذه الأماكن ، تكيفت الحيوانات مع المناخ الحار (على سبيل المثال ، القرود والفيلة والزراف) ؛ أشجار النخيل الطويلة والموز ينمو هناك وينضج الأناناس ؛ هناك ، تحت ظلال الشمس الاستوائية ، تنتشر تاجها على نطاق واسع ، هناك أشجار باوباب عملاقة ، يصل سمكها في محيطها إلى 20 مترًا.

حيث لا تشرق الشمس عالياً فوق الأفق ، هناك منطقتين باردتينمع النباتات والحيوانات الفقيرة. هنا عالم الحيوان والنبات رتيب. مساحات شاسعة خالية تقريبًا من الغطاء النباتي. يغطي الثلج مساحات غير محدودة. بين المناطق الساخنة والباردة نوعان أحزمة معتدلةالتي تحتل أكبر مساحة من سطح الكرة الأرضية.

إن دوران الأرض حول الشمس يفسر الوجود خمس مناطق مناخية: واحدة ساخنة ، واثنتان معتدلة ، واثنتان باردتان.

يقع الحزام الساخن بالقرب من خط الاستواء ، وحدوده الشرطية هي المدار الشمالي (مدار السرطان) والمدار الجنوبي (مدار الجدي). الحدود الشرطية للأحزمة الباردة هي الدوائر القطبية الشمالية والجنوبية. تدوم الليالي القطبية هناك لمدة 6 أشهر تقريبًا. الأيام هي نفس الطول. لا توجد حدود حادة بين المناطق الحرارية ، ولكن هناك انخفاض تدريجي في الحرارة من خط الاستواء إلى القطبين الجنوبي والشمالي.

حول القطبين الشمالي والجنوبي ، توجد مساحات شاسعة تحتلها حقول جليدية مستمرة. في المحيطات التي تغسل هذه الشواطئ القاسية ، تطفو الجبال الجليدية الضخمة (المزيد :).

مستكشفو القطب الشمالي والجنوبي

تصل القطب الشمالي أو الجنوبيلطالما كان حلمًا جريئًا للإنسان. قام مستكشفو القطب الشمالي الشجعان والدؤوب بهذه المحاولات أكثر من مرة.

وكذلك كان المستكشف الروسي جورجي ياكوفليفيتش سيدوف ، الذي نظم في عام 1912 رحلة استكشافية إلى القطب الشمالي على متن السفينة St. فوكا. كانت الحكومة القيصرية غير مبالية بهذا التعهد العظيم ولم تقدم الدعم الكافي للبحار الشجاع والمسافر المتمرس. بسبب نقص الأموال ، اضطر G. Sedov إلى قضاء الشتاء الأول في Novaya Zemlya ، والثاني في. في عام 1914 ، قام سيدوف مع اثنين من رفاقه أخيرًا بمحاولة الوصول إلى القطب الشمالي ، لكن الحالة الصحية والقوة غيرت هذا الرجل الجريء ، وفي مارس من ذلك العام توفي وهو في طريقه إلى هدفه.

أكثر من مرة ، تم تجهيز رحلات استكشافية كبيرة على السفن إلى القطب ، ولكن حتى هذه الحملات فشلت في الوصول إلى هدفها. قام الجليد الثقيل "بتقييد" السفن ، وأحيانًا يكسرها ويأخذها بعيدًا مع انجرافها بعيدًا في الاتجاه المعاكس للمسار المقصود.

فقط في عام 1937 ، ولأول مرة ، تم تسليم رحلة استكشافية سوفييتية بواسطة طائرات إلى القطب الشمالي. الأربعة الشجعان - عالم الفلك إي. فيدوروف ، عالم الأحياء المائية بي. شيرشوف ، مشغل الراديو إي كرينكل والبحار القديم ، قائد الرحلة آي بابانين - عاشوا على طوف جليدي طافٍ لمدة 9 أشهر. تسبب الطوف الجليدي الضخم أحيانًا في حدوث تشققات وانهيار. تعرض الباحثون الشجعان أكثر من مرة لخطر الموت في أمواج البحر المتجمد الشمالي البارد ، لكن على الرغم من ذلك ، أجروا أبحاثهم العلمية حيث لم تطأ قدم أحد من قبل. تم إجراء أبحاث مهمة في مجالات قياس الجاذبية والأرصاد الجوية وعلم المياه. تم تأكيد حقيقة وجود خمس مناطق مناخية مرتبطة بتناوب الأرض حول الشمس.

الأرض دائما في حالة حركة. على الرغم من أننا نقف بلا حراك على سطح الكوكب ، إلا أنه يدور باستمرار حول محوره والشمس. هذه الحركة لا نشعر بها ، فهي تشبه الطيران في طائرة. نحن نتحرك بنفس سرعة الطائرة ، لذلك لا نشعر أننا نتحرك على الإطلاق.

بأي سرعة تدور الأرض حول محورها؟

تدور الأرض مرة واحدة على محورها كل 24 ساعة. (على وجه الدقة ، في 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.09 ثانية أو 23.93 ساعة). نظرًا لأن محيط الأرض يبلغ 40075 كم ، فإن أي جسم عند خط الاستواء يدور بسرعة حوالي 1674 كم في الساعة أو حوالي 465 مترًا (0.465 كم) في الثانية (40075 كم مقسومة على 23.93 ساعة ونحصل على 1674 كم في الساعة).

عند (خط عرض 90 درجة شمالًا) و (خط عرض 90 درجة جنوبًا) ، تكون السرعة فعليًا صفرًا لأن نقاط القطب تدور بسرعة بطيئة جدًا.

لتحديد السرعة في أي خط عرض آخر ، اضرب ببساطة جيب التمام لخط العرض في سرعة دوران الكوكب عند خط الاستواء (1674 كم في الساعة). جيب تمام 45 درجة يساوي 0.7071 ، إذن اضرب 0.7071 في 1674 كم في الساعة واحصل على 1183.7 كم في الساعة.

من السهل تحديد جيب التمام لخط العرض المطلوب باستخدام آلة حاسبة أو البحث في جدول جيب التمام.

سرعة دوران الأرض لخطوط العرض الأخرى:

• 10 درجات: 0.9848 × 1674 = 1648.6 كم في الساعة ؛
• 20 درجة: 0.9397 × 1674 = 1573.1 كم في الساعة ؛
• 30 درجة: 0.866 × 1674 = 1449.7 كم / ساعة ؛
• 40 درجة: 0.766 × 1674 = 1282.3 كم في الساعة ؛
• 50 درجة: 0.6428 × 1674 = 1076.0 كم في الساعة ؛
• 60 درجة: 0.5 × 1674 = 837.0 كم / ساعة ؛
• 70 درجة: 0.342 × 1674 = 572.5 كم في الساعة ؛
• 80 درجة: 0.1736 × 1674 = 290.6 كم في الساعة.

الكبح الدوري

كل شيء دوري ، حتى سرعة دوران كوكبنا ، والتي يمكن للجيوفيزيائيين قياسها خلال أجزاء من الألف من الثانية. عادةً ما يكون لدوران الأرض دورات من التباطؤ والتسارع مدتها خمس سنوات ، وغالبًا ما ترتبط السنة الأخيرة من دورة التباطؤ بزيادة الزلازل حول العالم.

نظرًا لأن عام 2018 هو العام الأخير في دورة تباطؤ ، يتوقع العلماء زيادة في النشاط الزلزالي هذا العام. الارتباط ليس سببية ، لكن الجيولوجيين يبحثون دائمًا عن أدوات لمحاولة التنبؤ بموعد حدوث الزلزال الكبير التالي.

تذبذب محور الأرض

تتذبذب الأرض قليلاً أثناء دورانها مع انحراف محورها عند القطبين. وقد لوحظ أن انجراف محور الأرض قد تسارع منذ عام 2000 ، حيث يتحرك بمعدل 17 سم في السنة باتجاه الشرق. وجد العلماء أن المحور لا يزال يتحرك شرقًا بدلاً من التحرك ذهابًا وإيابًا بسبب التأثير المشترك لذوبان جرينلاند ، وكذلك فقدان المياه في أوراسيا.

من المتوقع أن يكون انحراف المحور حساسًا بشكل خاص للتغيرات التي تحدث عند خط العرض 45 درجة شمالًا وجنوبًا. أدى هذا الاكتشاف إلى حقيقة أن العلماء تمكنوا أخيرًا من الإجابة على السؤال الطويل الأمد حول سبب انحراف المحور على الإطلاق. كان التذبذب نحو الشرق أو الغرب ناتجًا عن سنوات الجفاف أو الرطب في أوراسيا.

حتى في العصور القديمة ، أثناء مراقبة السماء المرصعة بالنجوم ، لاحظ الناس أنه خلال النهار ، تكرر الشمس ، وفي سماء الليل - جميع النجوم تقريبًا - مسارها من وقت لآخر. هذا يشير إلى وجود سببين لهذه الظاهرة. إما أنه يحدث على خلفية سماء مرصعة بالنجوم ثابتة ، أو تدور السماء حول الأرض. يبدو أن كلاوديوس بطليموس ، عالم فلك وعالم وجغرافي يوناني قديم بارز ، قد حل هذه المشكلة عن طريق إقناع الجميع بأن الشمس والسماء تدوران حول الأرض الثابتة. على الرغم من عدم قدرتها على التفسير ، استسلم الكثيرون لذلك.

حصل نظام مركزية الشمس ، المستند إلى نسخة أخرى ، على اعترافه في صراع طويل ودراماتيكي. توفي جيوردانو برونو على المحك ، وقد أدرك جاليليو المسن "صحة" محاكم التفتيش ، لكن "... لا يزال يدور!"

اليوم ، يعتبر دوران الأرض حول الشمس مثبتًا تمامًا. على وجه الخصوص ، تم إثبات حركة كوكبنا في مدار قريب من الشمس من خلال انحراف ضوء النجوم والإزاحة المنعزلة مع دورية تساوي سنة واحدة. لقد ثبت اليوم أن اتجاه دوران الأرض ، وبصورة أدق ، مركزها الباري ، على طول المدار يتزامن مع اتجاه دورانها حول محورها ، أي أنه يحدث من الغرب إلى الشرق.

هناك العديد من الحقائق التي تشير إلى أن الأرض تتحرك في الفضاء على طول مدار معقد للغاية. يترافق دوران الأرض حول الشمس مع حركتها حول المحور ، والدوران ، والتذبذبات الجوزية ، والطيران السريع جنبًا إلى جنب مع الشمس في دوامة داخل المجرة ، والتي أيضًا لا تقف مكتوفة الأيدي.

يحدث دوران الأرض حول الشمس ، مثل الكواكب الأخرى ، في مدار بيضاوي الشكل. لذلك ، مرة واحدة في السنة ، في 3 يناير ، تكون الأرض قريبة قدر الإمكان من الشمس ومرة ​​واحدة ، في 5 يوليو ، تبتعد عنها في أكبر مسافة. الفرق بين الحضيض الشمسي (147 مليون كيلومتر) والأوج (152 مليون كيلومتر) ، مقارنة بالمسافة من الشمس إلى الأرض ، صغير جدًا.

يتحرك كوكبنا في مدار قريب من الشمس ، ويصنع 30 كم في الثانية ، وتكتمل ثورة الأرض حول الشمس في غضون 365 يومًا و 6 ساعات ، وهذا ما يسمى بالسنة النجمية أو النجمية. للراحة العملية ، من المعتاد مراعاة 365 يومًا في السنة. 6 ساعات "إضافية" في 4 سنوات تضيف ما يصل إلى 24 ساعة ، أي يوم آخر. تضاف هذه الأيام (الجارية ، الإضافية) إلى فبراير مرة كل 4 سنوات. لذلك ، في تقويمنا ، 3 سنوات تشمل 365 يومًا ، والسنة الكبيسة - السنة الرابعة ، تحتوي على 366 يومًا.

يميل محور دوران الأرض إلى المستوى المداري بمقدار 66.5 درجة. في هذا الصدد ، خلال العام ، تسقط أشعة الشمس على كل نقطة على سطح الأرض تحتها

زوايا. وهكذا ، في أوقات مختلفة من السنة ، تتلقى النقاط في مواقع مختلفة في نفس الوقت كمية غير متكافئة من الضوء والحرارة. لهذا السبب ، في خطوط العرض المعتدلة ، الفصول لها طابع واضح. في الوقت نفسه ، على مدار العام ، تسقط أشعة الشمس عند خط الاستواء على الأرض بنفس الزاوية ، لذلك تختلف الفصول هناك قليلاً عن بعضها البعض.