Ruchy Ziemi
RUCH OBROTOWY ZIEMI
Ruch obrotowy (wirowy) to ruch Ziemi wokół własnej osi. Oś Ziemi jest teoretyczną linią prostą, która przechodzi przez Biegun Północny i Biegun Południowy. Nasza planeta wiruje zawsze w kierunku z zachodu na wschód.
Czas jednego pełnego obrotu Ziemi wynosi:
- 23 godziny 56 minut 4 sekundy – doba gwiazdowa (gdy punktem odniesienia jest nieskończenie odległa gwiazda),
- 24 godziny – doba słoneczna (gdy punktem odniesienia jest najbliższa gwiazda, czyli Słońce).
Liniowa prędkość ruchu wirowego Ziemi zależy od szerokości geograficznej – maksymalna wartość osiągana jest na Równiku, gdzie wynosi 1670 km/h = 464m/s (prędkość ta maleje w miarę zbliżania się do biegunów).
KONSEKWENCJE RUCHU WIROWEGO:
- dobowa zmiana czasu;
- spłaszczenie Ziemi przy biegunach – to wynik siły odśrodkowej, która działa na każde ciało będące w ruchu wirowym; siła ta skierowana jest prostopadle do osi Ziemi i powoduje jej rozszerzenie wokół Równika
- widome ruchy gwiazd – obracająca się z zachodu na wschód Ziemia wywołuje “wędrówkę” po niebie (w odwrotnym kierunku) wszystkich ciał niebieskich (z wyjątkiem Gwiazdy Polarnej, która znajduje się na przedłużeniu osi Ziemi); warto jednak dodać, że to zjawisko wskazuje na istnienie względnego ruchu Ziemi i gwiazd, ale nie jest bezwzględnym dowodem ruchu wirowego naszej planety;
- siła Coriolisa – to siła bezwładności powodująca odchylenie kierunku poruszania się ciał (w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej);
- pływy morskie (przypływy i odpływy) – są one wywołane grawitacyjnym przyciąganiem Księżyca i Słońca;
Spiętrzenie pływowe powstaje po stronie zwróconej do Księżyca oraz po stronie przeciwnej. Podczas pełni i nowiu Księżyc oraz Słońce leżą w jednej płaszczyznie z Ziemią. Oddziaływania obu ciał niebieskich nakładają się na siebie powodując wystąpienie maksymalnych przypływów i odpływów (pływy syzygijne). Natomiast gdy Księżyc znajduje się w pierwszej lub ostatniej kwadrze, grawitacja Słońca częściowo przeciwdziała przyciąganiu Księżyca, co skutkuje mniejszymi pływami (pływy kwadrowe).
Przypływy i odpływy
- dobowa zmiana oświetlenia – następujące po sobie dni i noce oraz dobowy rytm zmian wysokości Słońca na horyzoncie wpływają na przebieg wszystkich procesów zależnych od dostawy energii słonecznej, np. procesu fotosyntezy.
Noc i dzień na Ziemi – konsekwencja ruchu wirowego
Dobowa zmiana czasu – w tym samym momencie dla jednych punktów na Ziemi Słońce wschodzi, dla innych góruje (osiąga najwyższy punkt na horyzoncie podczas widomej wędrówki), a dla jeszcze innych zachodzi; różne położenie Słońca w jednej chwili nad różnymi południkami pozowliło określić czas słoneczny, na podstawie którego wprowadzono czas strefowy i urzędowy.
Czas słoneczny to czas określony na podstawie momentu górowania Słońca na danym południku. Wszystkie kolejne południki położone w kierunku na wschód mają czas późniejszy, a na zachód – wcześniejszy. Wiedząc że każdy punkt na Ziemi wykonuje pełny obrót w ciągu 24 godzin, można określić różnice czasu między poszczególnymi południkami:
360° długości geograficznej – 24 godziny różnicy czasu,
180° długości geograficznej – 12 godziny różnicy czasu,
15° długości geograficznej – 1 godzina różnicy czasu,
1° długości geograficznej – 4 minuty różnicy czasu.
Posługiwanie się czasem słonecznym poszczególnych południków byłoby bardzo uciążliwe w codziennym życiu. Na przykład podróżując ze wschodu na zachód, należało by po dotarciu do każdego następnego południka (różnego o 1°) cofać wskazówki zegara o 4 minuty. Toteż w 1884 roku, na podstawie umowy międzynarodowej, wprowadzono podział Ziemi na 24 południkowe strefy czasu.
STREFY CZASU NA ZIEMI
Czas strefowy to czas dla każdej strefy obejmującej 15° długości geograficznej. Określa się go na podstawie górowania Słońca nad południkiem środkowym dla danej strefy. W strefach bezpośrednio z sobą sąsiadujących czasy strefowe różnią się o jedną godzinę.
Pierwsza strefa czasu obejmuje obszar położony pomiędzy południkami 7°30’W a 7°30’E. Środkowym jest tu południk 0°, którego czas, wraz z czasem całej strefy, nazywany jest czasem uniwersalnym (GMT). W stosunku do niego określa się czas pozostałych stref, dodając pełne godziny na półkuli wschodniej i odejmując na półkuli zachodniej.
Czas strefowy stosuje się w rzeczywistej postaci na morzach, a na lądach obowiązuje czas urzędowy, który tylko w pewnym stopniu pokrywa się ze strefowym.
Czas urzędowy wprowadzany jest na podstawie zarządzenia władz państwowych. Większość krajów ma na całym swoim terytorium tą samą godzinę. Jednak w przypadku państw o dużej powierzchni, a zwłaszcza znacznej rozciągłości równoleżnikowej, wprowadzenie jednolitego czasu nie miałoby sensu – przykładem może być Rosja, gdzie różnica czasu strefowego między wschodnimi a zachodnimi krańcami wynosi 9 godzin.
Różnica czasu między skrajnymi strefami wynosi 24 godziny, a więc całą dobę – dzień kaledarzowy. W związku z tym z podziału Ziemi na strefy czasowe wynika, że na linii południka 180° “stykają się” ze sobą dwa różne dni. Zaistniała zatem konieczność wyznaczenia międzynarodowej linii zmiany daty. Jej przebiegu nie ustalono jednak dokładnie po południku 180° – ominięto wyspy i półwyspy na Pacyfiku, aby nie wchodzić ze zmianą daty na obszary lądowe.
Przekraczając linię zmiany daty z zachodu na wschód wraca się do daty dnia poprzedniego, zaś poruszając się w kierunku przeciwnym przechodzi się do daty dnia następnego.
Obszar Polski leży w dwóch strefach czasu – środkowoeuropejskiej i wschodnioeuropejskiej. Aby uniknąć konieczności przesuwania czasu przy przekraczaniu granicy stref, ustalono u nas jeden czas urzędowy – środkowoeuropejski.
W niektórych państwach, w tym w Polsce, wprowadza się urzędowy czas letni, który jest przesunięty o godzinę do przodu w stosunku do czasu zimowego. Wpływa to na oszczędność energii elektrycznej poprzez efektywniejsze wykorzystanie długich dni wiosennych i letnich. Polska przyjmuje latem urzędowy czas wschodnioeuropejski.
RUCH OBIEGOWY ZIEMI
Orbita ZiemiRuch obiegowy to ruch, jaki Ziemia wykonuje wokół Słońca po drodze zwanej orbitą. Orbita (tor ruchu) ma kształt elipsy zbliżonej do okręgu. Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej elipsy. Odległość Ziemi od Słońca nie jest zatem stała, lecz zmienia się w ciągu roku.
Najbliżej Słońca (147,1 mln km) nasza planeta znajduje się na początku stycznia – takie położenie nazywane jest peryhelium. Natomiast pozycję najdalszą (152,1 mln km) Ziemia osiąga w pierwszych dniach lipca – aphelium.
Jeden pełny obieg Ziemi dookoła Słońca trwa 365 dni 5 godzin 49 minut.
Podstawową konsekwencją ruchu obiegowego Ziemi są zmiany warunków oświetlenia naszej planety. W czasie rocznego obiegu dookoła Słońca oś obrotu Ziemi zachowuje stałe nachylenie do płaszczyzny orbity pod kątem 66°33’. W wyniku tego pochylenia warunki oświetlenia naszej planety zmieniają się w rytmie rocznym. Obszar zawarty pomiędzy Zwrotnikiem Raka i Zwrotnikiem Koziorożca otrzymuje najwięcej energii słonecznej. Tylko w tej strefie Słońce góruje w zenicie. Ma to miejsce w różnym czasie i na różnych szerokościach geograficznych – na Równiku 21 marca i 23 września, na Zwrotniku Raka 22 czerwca, na Zwrotniku Koziorożca 22 grudnia.
Oświetlenie Ziemi
Obszary położone na północ i południe od zwrotników, wraz ze wzrostem szerokości geograficznej otrzymują coraz mniej energii słonecznej. Słońce nigdy nie góruje tam w zenicie.
Za kołami podbiegunowymi kąt padania promieni słonecznych jest bardzo mały, a Ziemia otrzymuje najmniej energii słonecznej. Dzień i noc trwają dłużej niż dobę – w takich przypadkach mówi się o występowaniu dni polarnych i nocy polarnych.
Wraz ze zmianą położenia Ziemi względem Słońca (w cyklu rocznym) następują zmiany długości trwania dnia i nocy. Wyjątkiem jest Równik, gdzie przez cały rok dzień jest równy nocy i trwa 12 godzin. W pozostałych szerokościach geograficznych dobowy czas oświetlenia słonecznego zmienia się.
W okresie "letnim" – od marca do września – im dalej na północ, tym dzień jest dłuższy (aż do dnia polarnego na Biegunie Północnym, który trwa tam pół roku). Natomiast im dalej na południe, tym dzień jest krótszy, a noc dłuższa (aż do nocy polarnej na Biegunie Południowym, która trwa tam również pół roku).
W okresie "zimowym" – od września do marca – sytuacja odwraca się, tj. dni są dłuższe na półkuli południowej (na Biegunie Południowym panuje dzień polarny, a na Biegunie Północnym jest noc polarna).
Z powyższymi konsekwencjami wiąże się występowanie u nas astronomicznych pór roku – wiosny, lata, jesieni i zimy. 21 marca i 23 września Słońce góruje w zenicie nad Równikiem, co oznacza początek astronomicznej wiosny i jesieni. Ziemia w tych dniach oświetlona jest od bieguna do bieguna. Zachodzi zjawisko równonocy wiosennej i jesiennej – dzień trwa tyle samo co noc na całej kuli ziemskiej. Na biegunach dzień polarny zmienia się w noc polarną (lub noc w dzień – w zależności od bieguna i miesiąca).
22 czerwca występuje tzw. przesilenie letnie – Słońce góruje w zenicie nad Zwrotnikiem Raka i rozpoczyna się astronomiczne lato. W tym dniu na półkuli północnej przypada najdłuższy dzień w roku, a na południowej najkrótszy.
22 grudnia to data tzw. przesilenia zimowego – Słońce góruje w zenicie nad Zwrotnikiem Koziorożca i rozpoczyna się astronomiczna zima. Tego dnia na półkuli północnej dzień jest najkrótszy, a na południowej najdłuższy.
Trzeba zapamiętać, że na półkuli południowej w danym czasie występują inne astronomiczne pory roku niż u nas, np. gdy w Polsce jest zima to w Australii panuje lato i na odwrót.
GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |
Ziemia - Nasza Planeta
