3.2. چرخش زمین به دور محور خود

اگر از ستاره شمال (از قطب شمال) به زمین نگاه کنید، زمین حول محور خود از غرب به شرق می چرخد، یعنی در خلاف جهت عقربه های ساعت. در این حالت، سرعت زاویه‌ای چرخش، یعنی زاویه‌ای که هر نقطه از سطح زمین می‌چرخد، یکسان است و به 15 درجه در ساعت می‌رسد. سرعت خطی به عرض جغرافیایی بستگی دارد: در استوا بالاترین - 464 متر در ثانیه است و قطب های جغرافیایی ثابت هستند.

اثبات فیزیکی اصلی چرخش زمین به دور محور خود، آزمایش آونگ نوسان فوکو است. پس از آنکه فیزیکدان فرانسوی جی فوکو آزمایش معروف خود را در پانتئون پاریس در سال 1851 انجام داد، چرخش زمین حول محور خود به حقیقتی انکارناپذیر تبدیل شد. شواهد فیزیکی از چرخش محوری زمین نیز اندازه گیری قوس نصف النهار 1 درجه است که 110.6 کیلومتر در نزدیکی استوا و 111.7 کیلومتر در نزدیکی قطب ها است (شکل 15). این اندازه‌گیری‌ها فشردگی زمین را در قطب‌ها ثابت می‌کند و این فقط برای اجسام در حال چرخش است. و در نهایت، اثبات سوم، انحراف اجسام در حال سقوط از خط شاقول در تمام عرض های جغرافیایی به جز قطب ها است (شکل 16). دلیل این انحراف به دلیل حفظ آنها توسط اینرسی سرعت خطی بیشتر نقطه است. ولی(در ارتفاع) نسبت به نقطه AT(نزدیک سطح زمین). اجسام در حال سقوط روی زمین به سمت شرق منحرف می شوند زیرا از غرب به شرق می چرخند. بزرگی انحراف در استوا حداکثر است. در قطب ها، اجسام به صورت عمودی سقوط می کنند، بدون اینکه از جهت محور زمین منحرف شوند.

اهمیت جغرافیایی چرخش محوری زمین فوق العاده زیاد است. اول از همه، بر شکل زمین تأثیر می گذارد. فشردگی زمین در قطب ها نتیجه چرخش محوری آن است. پیش از این، زمانی که زمین با سرعت زاویه ای بالاتر می چرخید، انقباض قطبی قابل توجه تر بود. طولانی شدن روز و در نتیجه کاهش شعاع استوایی و افزایش قطبی با تغییر شکل‌های زمین ساختی پوسته زمین (گسل‌ها، چین‌خوردگی‌ها) و بازسازی درشت برجسته زمین همراه است.

یکی از پیامدهای مهم چرخش محوری زمین، انحراف اجسامی است که در یک صفحه افقی حرکت می کنند (بادها، رودخانه ها، جریان های دریایی و غیره). از جهت اصلی خود: در نیمکره شمالی - درست،در جنوب به سمت چپ(این یکی از نیروهای اینرسی است که به افتخار دانشمند فرانسوی که اولین بار این پدیده را توضیح داد، شتاب کوریولیس نام گرفت). طبق قانون اینرسی، هر جسم متحرک تلاش می کند تا جهت و سرعت حرکت خود را در فضای جهان بدون تغییر نگه دارد (شکل 17). انحراف نتیجه این واقعیت است که بدن به طور همزمان در هر دو حرکت انتقالی و چرخشی شرکت می کند. در خط استوا که نصف النهارها با هم موازی هستند، جهت آنها در فضای جهان در طول چرخش تغییر نمی کند و انحراف صفر است. به سمت قطب ها، انحراف افزایش می یابد و در قطب ها بیشتر می شود، زیرا در آنجا هر نصف النهار جهت خود را در فضا 360 درجه در روز تغییر می دهد. نیروی کوریولیس با فرمول F = m x 2ω x υ x sin φ محاسبه می شود، که در آن اف نیروی کوریولیس است، تیجرم جسم متحرک است، ω سرعت زاویه ای، υ است سرعت جسم متحرک است، φ عرض جغرافیایی است. تجلی نیروی کوریولیس در فرآیندهای طبیعی بسیار متنوع است. به همین دلیل است که گرداب هایی در مقیاس های مختلف در جو به وجود می آیند، از جمله طوفان ها و پادسیکلون ها، بادها و جریان های دریایی از جهت شیب منحرف می شوند و بر اقلیم و از طریق آن منطقه ای و منطقه ای طبیعی تأثیر می گذارند. عدم تقارن دره های رودخانه های بزرگ با آن همراه است: در نیمکره شمالی، بسیاری از رودخانه ها (Dnepr، Volga، و غیره) به همین دلیل، سواحل سمت راست شیب دار، سمت چپ ملایم هستند، و بالعکس در نیمکره جنوبی.

چرخش زمین با یک واحد اندازه گیری طبیعی زمان مرتبط است - روزو ادامه دارد تغییر شب و روزروزها ستاره ای و آفتابی هستند. روز غیر واقعیفاصله زمانی بین دو نقطه اوج بالای ستاره از طریق نصف النهار نقطه مشاهده است. در طول یک روز غیر واقعی، زمین یک چرخش کامل حول محور خود انجام می دهد. آنها برابر با 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه هستند. روزهای جانبی در رصدهای نجومی استفاده می شود. روز خورشیدی واقعی- فاصله زمانی بین دو نقطه اوج متوالی مرکز خورشید از طریق نصف النهار نقطه مشاهده. مدت زمان یک روز واقعی خورشیدی در طول سال متفاوت است، که در درجه اول به دلیل حرکت ناهموار زمین در مدار بیضی شکل است. از این رو، آنها برای اندازه گیری زمان نیز نامناسب هستند. برای اهداف عملی استفاده می کنند میانگین روزهای خورشیدیمیانگین زمان خورشیدی با به اصطلاح خورشید متوسط ​​اندازه گیری می شود - یک نقطه خیالی که به طور یکنواخت در امتداد دایره البروج حرکت می کند و مانند خورشید واقعی در سال یک چرخش کامل ایجاد می کند. میانگین روز خورشیدی 24 ساعت است. آنها از روزهای ستاره ای طولانی تر هستند، زیرا زمین به دور محور خود در همان جهتی می چرخد ​​که در آن به دور خورشید با سرعت زاویه ای حدود 1 درجه در روز می چرخد. به همین دلیل، خورشید در پس زمینه ستارگان حرکت می کند و زمین هنوز باید حدود 1 درجه به دور خود بچرخد تا خورشید به همان نصف النهار "بیاید". بنابراین، در یک روز خورشیدی، زمین تقریباً 361 درجه می چرخد. برای تبدیل زمان واقعی خورشیدی به زمان خورشیدی، اصلاحیه ای ارائه شده است - به اصطلاح معادله زمان.حداکثر مقدار مثبت آن +14 دقیقه در 11 فوریه است، بزرگترین مقدار منفی -16 دقیقه در 3 نوامبر است. شروع متوسط ​​روز خورشیدی به عنوان لحظه اوج پایین تر خورشید متوسط ​​- نیمه شب در نظر گرفته می شود. این زمان شمارش نامیده می شود زمان مدنی

در زندگی روزمره، استفاده از زمان متوسط ​​خورشیدی نیز ناخوشایند است، زیرا در هر نصف النهار متفاوت است. به وقت محلیبه عنوان مثال، در دو نصف النهار مجاور که در فواصل 1 درجه ترسیم شده اند، زمان محلی 4 دقیقه متفاوت است. حضور در نقاط مختلف واقع در نصف النهارهای مختلف زمان محلی خود باعث ناراحتی های بسیاری شد. بنابراین، در کنگره بین المللی نجوم در سال 1884، یک گزارش منطقه ای از زمان به تصویب رسید. برای انجام این کار، کل سطح کره زمین به 24 منطقه زمانی، هر کدام 15 درجه تقسیم شد. پشت زمان استانداردزمان محلی نصف النهار میانی هر کمربند گرفته شده است. برای تبدیل زمان محلی به زمان منطقه ای و بالعکس، یک فرمول وجود دارد تی n – متر = ن – λ °, جایی که تی پ - زمان استاندارد، متر - به وقت محلی، ن- تعداد ساعت برابر با تعداد تسمه، λ ° طول جغرافیایی بر حسب ساعت بیان می شود. کمربند صفر (معروف به 24) کمربند است که نصف النهار صفر (گرینویچ) در وسط آن قرار دارد. زمان او به عنوان گرفته شده است زمان جهانیبا دانستن زمان جهانی، محاسبه زمان استاندارد با استفاده از فرمول آسان است تی n = تی 0 + ن, جایی که تی 0 - زمان جهانی کمربندها به سمت شرق شمارش می شوند. در دو منطقه همسایه، زمان استاندارد دقیقاً 1 ساعت متفاوت است. برای راحتی، مرزهای منطقه زمانی در خشکی نه دقیقاً در امتداد نصف النهارها، بلکه در امتداد مرزهای طبیعی (رودخانه ها، کوه ها) یا مرزهای ایالتی و اداری ترسیم می شوند.

در تعدادی از کشورها، زمان فقط برای تابستان یک ساعت به جلو کشیده می شود. در روسیه، از سال 1981، برای دوره از آوریل تا اکتبر، زمان تابستانبه دلیل انتقال زمان برای یک ساعت دیگر نسبت به زایمان. بنابراین، در تابستان، زمان در مسکو در واقع مطابق با زمان محلی در نصف النهار 60 درجه شرقی است. ه - زمانی که ساکنان مسکو و دومین منطقه زمانی که در آن واقع شده است به صورت زنده نامیده می شود مسکوطبق زمان مسکو در کشور ما، قطارها و هواپیماها برنامه ریزی می شوند، زمان در تلگرام مشخص شده است.

در وسط کمربند دوازدهم، تقریباً در امتداد نصف النهار 180 درجه، در سال 1884 خط تاریخ بین المللیاین یک خط مشروط در سطح کره زمین است که در دو طرف آن ساعت ها و دقیقه ها با هم مطابقت دارند و تاریخ های تقویم یک روز متفاوت است. به عنوان مثال، در شب سال نو در ساعت 0000، غرب این خط در حال حاضر 1 ژانویه سال جدید است، و در شرق - فقط 31 دسامبر سال قدیم. هنگام عبور از مرز خرما از غرب به شرق در شمارش روزهای تقویم، یک روز پیش برمی‌گردند و از شرق به غرب یک روز در شمارش خرما حذف می‌شود.

تغییر روز و شب ایجاد می کند ریتم روزانهدر طبیعت زنده و بی جان ریتم روزانه با شرایط نور و دما مرتبط است. سیر روزانه دمای هوا، وزش نسیم های روز و شب و ... کاملاً مشخص است.ریتم روزانه طبیعت زنده به وضوح نمایان می شود. مشخص است که فتوسنتز فقط در طول روز و در حضور نور خورشید امکان پذیر است که بسیاری از گیاهان در ساعات مختلف گل های خود را باز می کنند. با توجه به زمان تجلی فعالیت، حیوانات را می توان به شبانه و روزانه تقسیم کرد: بیشتر آنها در طول روز بیدار هستند، اما بسیاری از آنها (جغدها، خفاش ها، پروانه های شب) در تاریکی شب هستند. زندگی انسان نیز با ریتم روزانه پیش می رود.

برنج. 18. گرگ و میش و شب های سفید

دوره انتقال هموار از روشنایی روز به تاریکی شب و برگشت نامیده می شود گرگ و میش ATآنها بر اساس یک پدیده نوری مشاهده شده در جو قبل از طلوع و پس از غروب خورشید هستند، زمانی که هنوز (یا در حال حاضر) زیر خط افق است، اما آسمان را روشن می کند، که نور از آن منعکس می شود. مدت زمان گرگ و میش به انحراف خورشید (فاصله زاویه ای خورشید از صفحه استوای سماوی) و عرض جغرافیایی محل رصد بستگی دارد. در خط استوا، گرگ و میش کوتاه است و با عرض جغرافیایی افزایش می یابد. سه دوره گرگ و میش وجود دارد. گرگ و میش مدنیهنگامی که مرکز خورشید به صورت کم عمق (با زاویه تا 6 درجه) و برای مدت کوتاهی به زیر افق فرو می رود مشاهده می شود. این در واقع است شب های سفید،هنگامی که سپیده دم عصر با طلوع صبح همگرا می شود. در تابستان آنها در عرض جغرافیایی 60 درجه یا بیشتر مشاهده می شوند. به عنوان مثال / در سنت پترزبورگ (عرض جغرافیایی 59 درجه و 56 "N) آنها از 11 ژوئن تا 2 ژوئیه، در آرخانگلسک (64 درجه و 33 اینچ شمالی) - از 13 مه تا 30 ژوئیه ادامه دارند. گرگ و میش ناوبریهنگامی که مرکز قرص خورشیدی بین 6 تا 12 درجه به زیر افق فرو می رود مشاهده می شود. در عین حال، خط افق قابل مشاهده است و از روی کشتی می توان زاویه ستارگان بالای آن را تعیین کرد. و در نهایت گرگ و میش نجومیزمانی مشاهده می شود که مرکز قرص خورشیدی در زیر افق 12 تا 18 درجه زیر آب می رود. در عین حال، سپیده دم در آسمان همچنان از رصدهای نجومی ستارگان کم نور جلوگیری می کند (شکل 18).

چرخش زمین دو نقطه ثابت می دهد - قطب های جغرافیایی(نقاط تقاطع محور خیالی چرخش زمین با سطح زمین) - و بنابراین به شما امکان می دهد شبکه ای از موازی ها و نصف النهارها بسازید. استوا(لات. استوا - اکولایزر) - خط تقاطع کره زمین با صفحه ای که از مرکز زمین عمود بر محور چرخش آن عبور می کند. موازی ها(گرم موازی - کنار هم رفتن) - خطوط تقاطع بیضی زمین توسط صفحات موازی با صفحه استوا. نصف النهارها(لات. مریدلانوس - ظهر) - خطوط تقاطع بیضی زمین توسط صفحاتی که از هر دو قطب آن عبور می کنند. طول نصف النهار 1 درجه به طور متوسط ​​111.1 کیلومتر است.