3.2. Rotazione della Terra attorno al suo asse

La terra ruota attorno al suo asse da ovest a est, cioè in senso antiorario, se guardi la terra dalla stella polare (dal polo nord). In questo caso, la velocità angolare di rotazione, cioè l'angolo di rotazione di qualsiasi punto della superficie terrestre, è la stessa ed è pari a 15° all'ora. La velocità lineare dipende dalla latitudine: all'equatore è la più alta - 464 m / s e i poli geografici sono fissi.

La principale prova fisica della rotazione della Terra attorno al proprio asse è l'esperimento con il pendolo oscillante di Foucault. Dopo che il fisico francese J. Foucault condusse il suo famoso esperimento al Pantheon di Parigi nel 1851, la rotazione della Terra attorno al suo asse divenne una verità indiscutibile. La prova fisica della rotazione assiale della Terra è anche la misura dell'arco meridiano di 1°, che è 110,6 km vicino all'equatore e 111,7 km vicino ai poli (Fig. 15). Queste misurazioni dimostrano la compressione della Terra ai poli, ed è caratteristica solo dei corpi rotanti. Infine, la terza prova è la deviazione dei corpi in caduta dal filo a piombo a tutte le latitudini, ad eccezione dei poli (Fig. 16). Il motivo di questa deviazione è dovuto al loro mantenimento per inerzia di una maggiore velocità lineare del punto MA(in quota) rispetto al punto A(vicino alla superficie terrestre). Gli oggetti in caduta vengono deviati sulla Terra verso est perché ruota da ovest a est. L'entità della deviazione è massima all'equatore. Ai poli i corpi cadono verticalmente, senza deviare dalla direzione dell'asse terrestre.

Il significato geografico della rotazione assiale della Terra è eccezionalmente grande. In primo luogo, colpisce la figura della Terra. La compressione della Terra ai poli è il risultato della sua rotazione assiale. In precedenza, quando la Terra ruotava a una velocità angolare maggiore, la contrazione polare era più significativa. L'allungamento della giornata e, di conseguenza, una diminuzione del raggio equatoriale e un aumento di quello polare è accompagnato da deformazioni tettoniche della crosta terrestre (faglie, pieghe) e da una ristrutturazione del macrorilievo terrestre.

Un'importante conseguenza della rotazione assiale della Terra è la deflessione dei corpi che si muovono su un piano orizzontale (venti, fiumi, correnti marine, ecc.). dalla loro direzione originaria: nell'emisfero nord - giusto, nel sud A sinistra(questa è una delle forze d'inerzia, denominata accelerazione di Coriolis in onore dello scienziato francese che per primo spiegò questo fenomeno). Secondo la legge dell'inerzia, ogni corpo in movimento si sforza di mantenere inalterata la direzione e la velocità del suo movimento nello spazio mondiale (Fig. 17). La deviazione è il risultato del fatto che il corpo partecipa contemporaneamente sia ai movimenti traslatori che rotazionali. All'equatore, dove i meridiani sono paralleli tra loro, la loro direzione nello spazio mondiale non cambia durante la rotazione e la deviazione è zero. Verso i poli, la deviazione aumenta e diventa massima ai poli, poiché lì ogni meridiano cambia la sua direzione nello spazio di 360° al giorno. La forza di Coriolis si calcola con la formula F = m x 2ω x υ x sin φ, dove F è la forza di Coriolis, tè la massa del corpo in movimento, ω è la velocità angolare, υ è la velocità del corpo in movimento, φ è la latitudine geografica. La manifestazione della forza di Coriolis nei processi naturali è molto varia. È per questo che si formano nell'atmosfera vortici di varia scala, inclusi cicloni e anticicloni, i venti e le correnti marine deviano dalla direzione del gradiente, influenzando il clima e attraverso di esso la zonalità naturale e la regionalità; ad esso è associata l'asimmetria delle grandi valli fluviali: nell'emisfero settentrionale molti fiumi (Dnepr, Volga, ecc.) per questo motivo le sponde destre sono ripide, quelle sinistre sono dolci e viceversa nell'emisfero meridionale.

La rotazione della Terra è associata a un'unità di misura naturale del tempo - giorno e andando avanti il cambio della notte e del giorno. Le giornate sono stellari e soleggiate. giornata sideraleè l'intervallo di tempo tra due successive culminazioni superiori della stella attraverso il meridiano del punto di osservazione. Durante una giornata siderale, la Terra compie un giro completo attorno al proprio asse. Sono pari a 23 ore 56 minuti 4 secondi. I giorni siderali sono usati nelle osservazioni astronomiche. vero giorno solare- l'intervallo di tempo tra due successive culminazioni superiori del centro del Sole attraverso il meridiano del punto di osservazione. La durata di un vero giorno solare varia durante l'anno, principalmente a causa del movimento irregolare della Terra in un'orbita ellittica. Quindi, sono anche scomodi per misurare il tempo. Per scopi pratici, usano giorni solari medi. Il tempo solare medio è misurato dal cosiddetto Sole medio, un punto immaginario che si muove uniformemente lungo l'eclittica e compie una rivoluzione completa all'anno, come il Sole vero. Il giorno solare medio è di 24 ore, sono più lunghe di quelle stellari, poiché la Terra ruota attorno al proprio asse nella stessa direzione in cui orbita attorno al Sole con una velocità angolare di circa 1° al giorno. Per questo motivo, il Sole si muove sullo sfondo delle stelle e la Terra ha ancora bisogno di "girarsi" di circa 1 ° in modo che il Sole "venga" sullo stesso meridiano. Pertanto, in un giorno solare, la Terra ruota di circa 361°. Per convertire l'ora solare vera in quella solare, viene introdotto un emendamento, il cosiddetto equazione del tempo. Il suo valore massimo positivo è +14 min l'11 febbraio, il massimo valore negativo è -16 min il 3 novembre. L'inizio del giorno solare medio è considerato il momento del climax inferiore del Sole medio - mezzanotte. Questo conteggio del tempo viene chiamato tempo civile.

Nella vita di tutti i giorni, anche il tempo solare medio è scomodo da usare, poiché è diverso su ogni meridiano, l'ora locale. Ad esempio, su due meridiani vicini tracciati a intervalli di 1°, l'ora locale differisce di 4 minuti. La presenza in vari punti giacenti su diversi meridiani della propria ora locale ha comportato molti disagi. Pertanto, al Congresso Astronomico Internazionale del 1884, fu adottato un conto del tempo a zone. Per fare ciò, l'intera superficie del globo è stata suddivisa in 24 fusi orari, di 15° ciascuno. Dietro tempo standard viene presa l'ora locale del meridiano medio di ciascuna fascia. Per convertire l'ora locale in fuso orario e viceversa, esiste una formula T n – m = N – λ °, dove T P - tempo standard, m - l'ora locale, N- il numero di ore pari al numero della cintura, λ ° è la longitudine espressa in ore. La cintura zero (ovvero la 24a) è quella al centro della quale scorre il meridiano zero (Greenwich). Il suo tempo è preso come tempo universale. Conoscendo il tempo universale, è facile calcolare il tempo standard usando la formula T n = T 0 + N, dove T 0 - tempo universale. Le cinture sono contate a est. In due zone vicine, l'ora solare differisce esattamente di 1 ora.Per comodità, i confini del fuso orario sulla terraferma non sono tracciati rigorosamente lungo i meridiani, ma lungo i confini naturali (fiumi, montagne) o i confini statali e amministrativi.

In un certo numero di paesi, l'ora viene spostata in avanti di un'ora solo per l'estate. In Russia, dal 1981, per il periodo da aprile a ottobre, estate a causa del trasferimento di tempo di un'altra ora in anticipo rispetto alla maternità. Pertanto, in estate, l'ora a Mosca corrisponde effettivamente all'ora locale sul meridiano di 60° E. e. Viene chiamato l'orario in cui vivono i residenti di Mosca e il secondo fuso orario in cui si trova Mosca. Secondo l'ora di Mosca nel nostro paese, i treni e gli aerei sono programmati, l'ora è segnata sui telegrammi.

Al centro della dodicesima fascia, all'incirca lungo il meridiano di 180°, nel 1884 un linea di data internazionale. Questa è una linea condizionale sulla superficie del globo, su entrambi i lati della quale ore e minuti coincidono e le date del calendario differiscono di un giorno. Ad esempio, alla vigilia di Capodanno alle 00:00, a ovest di questa linea c'è già il 1 gennaio del nuovo anno e ad est solo il 31 dicembre del vecchio anno. Quando attraversano il confine delle date da ovest a est nel conteggio dei giorni di calendario, ritornano un giorno fa e da est a ovest un giorno viene saltato nel conteggio delle date.

Il cambiamento del giorno e della notte crea ritmo quotidiano nella natura viva e inanimata. Il ritmo quotidiano è associato alle condizioni di luce e temperatura. Sono ben noti l'andamento quotidiano della temperatura, le brezze diurne e notturne, ecc.. Si manifesta molto chiaramente il ritmo quotidiano della natura vivente. È noto che la fotosintesi è possibile solo durante il giorno, in presenza di luce solare, che molte piante aprono i fiori ad ore diverse. A seconda del tempo di manifestazione dell'attività, gli animali possono essere suddivisi in notturni e diurni: la maggior parte di loro è sveglia durante il giorno, ma molti (gufi, pipistrelli, farfalle notturne) sono nell'oscurità della notte. Anche la vita umana procede secondo un ritmo quotidiano.

Riso. 18. Crepuscolo e notti bianche

Viene chiamato il periodo di transizione graduale dalla luce del giorno all'oscurità notturna e viceversa crepuscolo. A si basano su un fenomeno ottico osservato nell'atmosfera prima dell'alba e dopo il tramonto, quando è ancora (o già) sotto la linea dell'orizzonte, ma illumina il cielo, da cui viene riflessa la luce. La durata del crepuscolo dipende dalla declinazione del Sole (la distanza angolare del Sole dal piano dell'equatore celeste) e dalla latitudine geografica del luogo di osservazione. All'equatore, il crepuscolo è breve e aumenta con la latitudine. Ci sono tre periodi di crepuscolo. Crepuscolo civile si osservano quando il centro del Sole precipita sotto l'orizzonte in modo superficiale (con un angolo fino a 6°) e per un breve periodo. Questo è in realtà notti bianche, quando l'alba della sera converge con l'alba del mattino. In estate si osservano a latitudini di 60° o più. Ad esempio / a San Pietroburgo (latitudine 59 ° 56 "N) durano dall'11 giugno al 2 luglio, ad Arkhangelsk (64 ° 33" N) - dal 13 maggio al 30 luglio. Crepuscolo di navigazione si osservano quando il centro del disco solare precipita sotto l'orizzonte di 6–12°. Allo stesso tempo, la linea dell'orizzonte è visibile e dalla nave è possibile determinare l'angolo delle stelle sopra di essa. E infine crepuscolo astronomico si osservano quando il centro del disco solare si immerge sotto l'orizzonte di 12–18°. Allo stesso tempo, l'alba nel cielo impedisce ancora osservazioni astronomiche di deboli stelle (Fig. 18).

La rotazione della Terra dà due punti fissi - poli geografici(punti di intersezione dell'immaginario asse di rotazione della Terra con la superficie terrestre) - e consente quindi di costruire una griglia di paralleli e meridiani. Equatore(lat. equatore - equalizzatore) - la linea di intersezione del globo con un piano passante per il centro della Terra perpendicolare all'asse della sua rotazione. Paralleli(gr. parallelo - andando fianco a fianco) - le linee di intersezione dell'ellissoide terrestre da piani paralleli al piano dell'equatore. meridiani(lat. meridlanus - mezzogiorno) - le linee di intersezione dell'ellissoide terrestre da piani che passano per entrambi i suoi poli. La lunghezza del 1° meridiano è in media di 111,1 km.