3.2. Žemės sukimasis aplink savo ašį

Žemė sukasi aplink savo ašį iš vakarų į rytus, tai yra prieš laikrodžio rodyklę, jei žiūrite į žemę iš Šiaurės žvaigždės (iš Šiaurės ašigalio). Šiuo atveju kampinis sukimosi greitis, ty kampas, kuriuo sukasi bet kuris Žemės paviršiaus taškas, yra toks pat ir yra 15 ° per valandą. Linijinis greitis priklauso nuo platumos: ties pusiauju jis didžiausias – 464 m/s, o geografiniai poliai yra fiksuoti.

Pagrindinis fizinis Žemės sukimosi aplink savo ašį įrodymas yra eksperimentas su Foucault siūbuojančia švytuokle. Prancūzų fizikui J. Foucault 1851 metais Paryžiaus panteone atlikus savo garsųjį eksperimentą, Žemės sukimasis aplink savo ašį tapo neginčijama tiesa. Fizinis Žemės ašinio sukimosi įrodymas yra ir 1° dienovidinio lanko matavimas, kuris yra 110,6 km ties pusiauju ir 111,7 km ties ašigaliais (15 pav.). Šie matavimai įrodo Žemės susispaudimą ties ašigaliais ir tai būdinga tik besisukantiems kūnams. Ir galiausiai trečias įrodymas – krintančių kūnų nukrypimas nuo svambalo linijos visose platumose, išskyrus ašigalius (16 pav.). Šio nuokrypio priežastis yra dėl to, kad inercija išlaiko didesnį taško tiesinį greitį BET(aukštyje), palyginti su tašku AT(netoli žemės paviršiaus). Krintantys objektai Žemėje nukreipiami į rytus, nes ji sukasi iš vakarų į rytus. Didžiausias nuokrypio dydis yra ties pusiauju. Ties ašigaliais kūnai krenta vertikaliai, nenukrypdami nuo žemės ašies krypties.

Žemės ašinio sukimosi geografinė reikšmė yra išskirtinai didelė. Visų pirma, tai turi įtakos Žemės figūrai. Žemės suspaudimas ties ašigaliais yra jos ašinio sukimosi rezultatas. Anksčiau, kai Žemė sukasi didesniu kampiniu greičiu, poliarinis susitraukimas buvo reikšmingesnis. Ilgėjant parai ir dėl to mažėjant pusiaujo spinduliui bei didėjant poliariniam, atsiranda tektoninių žemės plutos deformacijų (lūžių, raukšlių) ir Žemės makroreljefo restruktūrizavimo.

Svarbi Žemės ašinio sukimosi pasekmė – horizontalioje plokštumoje judančių kūnų deformacija (vėjai, upės, jūros srovės ir kt.). nuo pradinės krypties: šiauriniame pusrutulyje - teisingai, pietuose į kairę(tai viena iš inercijos jėgų, pavadinta Koriolio pagreičiu prancūzų mokslininko, pirmą kartą paaiškinusio šį reiškinį, garbei). Pagal inercijos dėsnį kiekvienas judantis kūnas stengiasi, kad jo judėjimo kryptis ir greitis pasaulio erdvėje nepakittų (17 pav.). Deviacija atsiranda dėl to, kad kūnas vienu metu dalyvauja tiek transliaciniuose, tiek sukamuosiuose judesiuose. Ties pusiauju, kur dienovidiniai yra lygiagretūs vienas kitam, jų kryptis pasaulio erdvėje sukimosi metu nekinta, o nuokrypis lygus nuliui. Ašigalių link nuokrypis didėja ir tampa didžiausias ties ašigaliais, nes ten kiekvienas meridianas keičia savo kryptį erdvėje 360 ​​° per dieną. Koriolio jėga apskaičiuojama pagal formulę F = m x 2ω x υ x sin φ, kur F yra Koriolio jėga, t yra judančio kūno masė, ω yra kampinis greitis, υ – judančio kūno greitis, φ – geografinė platuma. Koriolio jėgos pasireiškimas natūraliuose procesuose yra labai įvairus. Būtent dėl ​​to atmosferoje kyla įvairaus masto sūkuriai, įskaitant ciklonus ir anticiklonus, vėjai ir jūros srovės nukrypsta nuo gradiento krypties, įtakoja klimatą ir per jį natūralų zoniškumą bei regioniškumą; su ja siejama didelių upių slėnių asimetrija: šiauriniame pusrutulyje daug upių (Dniepras, Volga ir kt.) dėl šios priežasties dešinieji krantai statūs, kairieji švelnūs, pietiniame pusrutulyje atvirkščiai.

Žemės sukimasis siejamas su natūraliu laiko matavimo vienetu – dieną ir vyksta toliau nakties ir dienos kaita. Dienos saulėtos ir saulėtos. siderinė diena yra laiko intervalas tarp dviejų nuoseklių viršutinių žvaigždės kulminacijų per stebėjimo taško dienovidinį. Sierinės dienos metu Žemė visiškai apsisuka aplink savo ašį. Jie lygūs 23 valandoms 56 minutėms 4 sekundėms. Siderinės dienos naudojamos astronominiuose stebėjimuose. tikra saulės diena- laiko intervalas tarp dviejų nuoseklių viršutinių Saulės centro kulminacijų per stebėjimo taško dienovidinį. Tikros saulės dienos trukmė kinta ištisus metus, visų pirma dėl netolygaus Žemės judėjimo elipsine orbita. Todėl jie taip pat nepatogūs matuojant laiką. Praktiniais tikslais jie naudoja vidutinės saulės dienos. Vidutinis saulės laikas matuojamas vadinamąja vidutine Saule – įsivaizduojamu tašku, kuris tolygiai juda išilgai ekliptikos ir per metus padaro visą apsisukimą, kaip ir tikroji Saulė. Vidutinė saulės para yra 24 valandos. Jos yra ilgesnės nei žvaigždžių, nes Žemė sukasi aplink savo ašį ta pačia kryptimi, kuria skrieja aplink Saulę, kampiniu greičiu apie 1° per dieną. Dėl šios priežasties Saulė juda žvaigždžių fone, o Žemė vis tiek turi „apsisukti“ maždaug 1 °, kad Saulė „ateitų“ į tą patį dienovidinį. Taigi Saulės dieną Žemė sukasi maždaug 361 °. Norint paversti tikrąjį saulės laiką į reiškiamą saulės laiką, įvedama pataisa – vadinamoji laiko lygtis. Didžiausia teigiama jo reikšmė yra +14 min vasario 11 d., didžiausia neigiama reikšmė -16 min lapkričio 3 d. Vidutinės saulės dienos pradžia laikoma vidutinės saulės apatinės kulminacijos momentu – vidurnaktį. Šis laiko skaičiavimas vadinamas civilinis laikas.

Kasdieniame gyvenime vidutinį saulės laiką taip pat nepatogu naudoti, nes jis skiriasi kiekviename dienovidiniame, vietos laiku. Pavyzdžiui, dviejuose gretimuose dienovidiniuose, nubrėžtuose 1° intervalu, vietos laikas skiriasi 4 minutėmis. Buvimas įvairiuose taškuose, esančiuose skirtinguose savo vietos laiko dienovidiniuose, sukėlė daug nepatogumų. Todėl 1884 m. Tarptautiniame astronomijos kongrese buvo priimta zoninė laiko apskaita. Norėdami tai padaryti, visas Žemės rutulio paviršius buvo padalintas į 24 laiko juostas, kurių kiekviena yra 15 °. Už nugaros standartinis laikas imamas kiekvienos juostos vidurinio dienovidinio vietos laikas. Norėdami konvertuoti vietinį laiką į zonos laiką ir atvirkščiai, yra formulė T n – m = N – λ °, kur T P - standartinis laikas, m - vietos laiku, N- valandų skaičius lygus diržo skaičiui, λ ° yra ilguma, išreikšta valandomis. Nulinis (dar žinomas kaip 24-asis) diržas yra tas, kurio viduryje eina nulinis (Grinvičo) dienovidinis. Jo laikas imamas kaip visuotinis laikas.Žinant visuotinį laiką, naudojant formulę lengva apskaičiuoti standartinį laiką T n = T 0 + N, kur T 0 - visuotinis laikas. Diržai skaičiuojami į rytus. Dviejose gretimose zonose standartinis laikas skiriasi lygiai 1 val.. Patogumui laiko juostų ribos sausumoje brėžiamos ne griežtai palei dienovidinius, o pagal natūralias ribas (upių, kalnų) arba valstybės ir administracines sienas.

Daugelyje šalių laikas perkeliamas viena valanda į priekį tik vasarą. Rusijoje nuo 1981 m., laikotarpiu nuo balandžio iki spalio mėn. vasaros laikas dėl laiko perkėlimo kita valanda į priekį lyginant su motinyste. Taigi vasarą laikas Maskvoje iš tikrųjų atitinka vietos laiką 60 ° rytų ilgumos dienovidiniame. e. vadinamas laikas, iki kurio gyvena Maskvos gyventojai ir antroji laiko juosta, kurioje ji yra Maskva. Pagal Maskvos laiką mūsų šalyje važiuoja traukiniai ir lėktuvai, laikas pažymėtas telegramose.

Dvyliktosios juostos viduryje, maždaug išilgai 180° dienovidinio, 1884 m. tarptautinė datos eilutė. Tai sąlyginė linija Žemės rutulio paviršiuje, kurios abiejose pusėse valandos ir minutės sutampa, o kalendorinės datos skiriasi viena diena. Pavyzdžiui, Naujųjų metų išvakarėse 0000 valandų į vakarus nuo šios linijos jau yra naujųjų metų sausio 1 d., o į rytus - tik senųjų metų gruodžio 31 d. Kertant datų sieną iš vakarų į rytus skaičiuojant kalendorines dienas, jos grįžta prieš vieną dieną, o iš rytų į vakarus viena diena skaičiuojant datas praleidžiama.

Dienos ir nakties kaita sukuria dienos ritmas gyvojoje ir negyvojoje gamtoje. Kasdienis ritmas yra susijęs su šviesos ir temperatūros sąlygomis. Gerai žinoma paros temperatūrų eiga, dienos ir nakties vėjai ir kt.. Labai aiškiai pasireiškia gyvosios gamtos paros ritmas. Yra žinoma, kad fotosintezė galima tik dieną, esant saulės šviesai, kad daugelis augalų žiedus atveria skirtingomis valandomis. Pagal aktyvumo pasireiškimo laiką gyvūnus galima skirstyti į naktinius ir dieninius: dauguma jų budi dieną, tačiau daugelis (pelėdos, šikšnosparniai, naktiniai drugeliai) būna nakties tamsoje. Žmogaus gyvenimas taip pat vyksta kasdieniu ritmu.

Ryžiai. 18. Sutemos ir baltos naktys

Sklandaus perėjimo iš dienos šviesos į nakties tamsą ir atgal laikotarpis vadinamas prieblanda. AT jie pagrįsti optiniu reiškiniu, stebimu atmosferoje prieš saulėtekį ir po saulėlydžio, kai ji dar (arba jau) po horizonto linija, bet apšviečia dangų, nuo kurio atsispindi šviesa. Sutemų trukmė priklauso nuo Saulės deklinacijos (kampinio Saulės atstumo nuo dangaus pusiaujo plokštumos) ir stebėjimo vietos geografinės platumos. Prie pusiaujo prieblanda trumpa, didėjant platumai. Yra trys prieblandos periodai. Civilinė prieblanda stebimi, kai Saulės centras negiliai (iki 6° kampu) ir trumpam nugrimzta žemiau horizonto. Tai iš tikrųjų Baltosios naktys, kai vakaro aušra susilieja su ryto aušra. Vasarą jie stebimi 60° ar aukštesnėse platumose. Pavyzdžiui / Sankt Peterburge (59 ° 56 "Š platumos) jie trunka nuo birželio 11 d. iki liepos 2 d., Archangelske (64 ° 33" Š) - nuo gegužės 13 iki liepos 30 d. Navigacinė prieblanda stebimi, kai saulės disko centras pasislenka žemiau horizonto 6–12°. Tuo pačiu matoma horizonto linija, o iš laivo galima nustatyti virš jos esančių žvaigždžių kampą. Ir, galiausiai astronominė prieblanda stebimi, kai saulės disko centras panyra žemiau horizonto 12–18°. Tuo pačiu metu aušra danguje vis dar trukdo astronominiams blyškių žvaigždžių stebėjimams (18 pav.).

Žemės sukimasis suteikia du fiksuotus taškus - geografiniai poliai(įsivaizduojamos Žemės sukimosi ašies ir žemės paviršiaus susikirtimo taškai) – ir taip leidžia sukurti lygiagrečių ir dienovidinių tinklelį. Pusiaujo(lot. ekvatorius - ekvalaizeris) - Žemės rutulio susikirtimo su plokštuma, einančia per Žemės centrą, statmeną jos sukimosi ašiai, linija. Paralelės(gr. parallelos - eina greta) - Žemės elipsoido susikirtimo linijos su plokštumomis, lygiagrečiomis pusiaujo plokštumai. dienovidiniai(lot. meridlanus - vidurdienis) - žemės elipsoido susikirtimo linijos su plokštumomis, kertančiomis per abu jo polius. 1° dienovidinio ilgis yra vidutiniškai 111,1 km.