3.2. Rotação da Terra em torno de seu eixo

A Terra gira em torno de seu eixo de oeste para leste, ou seja, no sentido anti-horário, se você olhar para a Terra da Estrela do Norte (do Pólo Norte). Nesse caso, a velocidade angular de rotação, ou seja, o ângulo pelo qual qualquer ponto da superfície da Terra gira, é a mesma e equivale a 15° por hora. A velocidade linear depende da latitude: no equador é a mais alta - 464 m / s, e os pólos geográficos são fixos.

A principal prova física da rotação da Terra em torno de seu eixo é o experimento com o pêndulo oscilante de Foucault. Depois que o físico francês J. Foucault realizou seu famoso experimento no Panteão de Paris em 1851, a rotação da Terra em torno de seu eixo tornou-se uma verdade indiscutível. A evidência física da rotação axial da Terra também é medida pelo 1° arco meridiano, que fica a 110,6 km perto do equador e 111,7 km perto dos pólos (Fig. 15). Essas medidas comprovam a compressão da Terra nos pólos, característica apenas de corpos em rotação. E, finalmente, a terceira prova é o desvio dos corpos em queda do fio de prumo em todas as latitudes, exceto nos pólos (Fig. 16). A razão para este desvio é devido à sua retenção por inércia de uma maior velocidade linear do ponto MAS(na altura) em comparação com o ponto DENTRO(próximo à superfície da Terra). Objetos em queda são desviados na Terra para o leste porque ela gira de oeste para leste. A magnitude do desvio é máxima no equador. Nos pólos, os corpos caem verticalmente sem se desviar da direção do eixo da Terra.

O significado geográfico da rotação axial da Terra é excepcionalmente grande. Em primeiro lugar, afeta a figura da Terra. A compressão da Terra nos pólos é o resultado de sua rotação axial. Anteriormente, quando a Terra girava a uma velocidade angular mais alta, a contração polar era mais significativa. O prolongamento do dia e, consequentemente, a diminuição do raio equatorial e o aumento do raio polar são acompanhados por deformações tectônicas da crosta terrestre (falhas, dobras) e uma reestruturação do macrorrelevo terrestre.

Uma consequência importante da rotação axial da Terra é a deflexão dos corpos que se movem em um plano horizontal (ventos, rios, correntes marítimas, etc.). de sua direção original: no hemisfério norte - certo, no sul Para a esquerda(esta é uma das forças de inércia, chamada aceleração de Coriolis em homenagem ao cientista francês que primeiro explicou esse fenômeno). De acordo com a lei da inércia, cada corpo em movimento se esforça para manter inalterada a direção e a velocidade de seu movimento no espaço do mundo (Fig. 17). O desvio é o resultado do fato de que o corpo está envolvido em movimentos de translação e rotação ao mesmo tempo. No equador, onde os meridianos são paralelos entre si, sua direção no espaço mundial não muda durante a rotação e o desvio é zero. Em direção aos polos, o desvio aumenta e se torna maior nos polos, pois ali cada meridiano muda sua direção no espaço em 360° por dia. A força de Coriolis é calculada pela fórmula F = m x 2ω x υ x sen φ, onde F é a força de Coriolis, Té a massa do corpo em movimento, ω é a velocidade angular, υ é a velocidade do corpo em movimento, φ é a latitude geográfica. A manifestação da força de Coriolis em processos naturais é muito diversa. É por isso que vórtices de várias escalas surgem na atmosfera, incluindo ciclones e anticiclones, ventos e correntes marítimas desviam-se da direção do gradiente, influenciando o clima e através dele a zona e regionalidade natural; a assimetria dos grandes vales fluviais está associada a ela: no hemisfério norte, muitos rios (Dnepr, Volga, etc.) por esse motivo, as margens direitas são íngremes, as esquerdas são suaves e vice-versa no hemisfério sul.

A rotação da Terra está associada a uma unidade natural de medida de tempo - dia e continuando a mudança da noite e do dia. Os dias são estelares e ensolarados. dia sideral- o intervalo de tempo entre duas culminações superiores sucessivas da estrela através do meridiano do ponto de observação. Durante um dia sideral, a Terra faz uma revolução completa em torno de seu eixo. Eles são iguais a 23 horas 56 minutos 4 segundos. Os dias siderais são usados ​​em observações astronômicas. verdadeiro dia solar- o intervalo de tempo entre duas culminações superiores sucessivas do centro do Sol através do meridiano do ponto de observação. A duração de um verdadeiro dia solar varia ao longo do ano, principalmente devido ao movimento irregular da Terra em uma órbita elíptica. Portanto, eles também são inconvenientes para medir o tempo. Para fins práticos, eles usam dias solares médios. O tempo solar médio é medido pelo chamado Sol médio - um ponto imaginário que se move uniformemente ao longo da eclíptica e faz uma revolução completa por ano, como o verdadeiro Sol. O dia solar médio é de 24 horas, são mais longas que as estelares, pois a Terra gira em torno de seu eixo na mesma direção em que orbita o Sol com uma velocidade angular de cerca de 1° por dia. Por causa disso, o Sol se move contra o fundo das estrelas, e a Terra ainda precisa “girar” cerca de 1° para que o Sol “venha” no mesmo meridiano. Assim, em um dia solar, a Terra gira aproximadamente 361°. Para converter a hora solar verdadeira em hora solar média, é introduzida uma emenda - a chamada Equação de tempo. Seu valor positivo máximo é +14 min em 11 de fevereiro, o maior valor negativo é -16 min em 3 de novembro. O início do dia solar médio é considerado como o momento da culminação inferior do Sol médio - meia-noite. Essa contagem de tempo é chamada tempo civil.

Na vida cotidiana, o tempo solar médio também é inconveniente de usar, pois é diferente em cada meridiano, a hora local. Por exemplo, em dois meridianos vizinhos desenhados em intervalos de 1°, a hora local difere em 4 minutos. A presença em vários pontos situados em diferentes meridianos de seu próprio horário local levou a muitos inconvenientes. Portanto, no Congresso Astronômico Internacional em 1884, foi adotada uma conta de zona de tempo. Para fazer isso, toda a superfície do globo foi dividida em 24 fusos horários, 15° cada. Atras do horário padrão a hora local do meridiano médio de cada cinturão é tomada. Para converter a hora local para a hora padrão e vice-versa, existe uma fórmula T n – m = N – λ °, Onde T P - horário padrão, m - a hora local, N- o número de horas igual ao número do cinto, λ ° é a longitude expressa em horas. O cinturão zero (também conhecido como 24º) é aquele no meio do qual corre o meridiano zero (Greenwich). Seu tempo é tomado como tempo universal. Conhecendo o tempo universal, é fácil calcular o tempo padrão usando a fórmula T n = T 0 + N, Onde T 0 - tempo universal. Os cinturões são contados a leste. Em duas zonas vizinhas, o horário padrão difere exatamente em 1 hora. Por conveniência, os limites dos fusos horários em terra são traçados não estritamente ao longo dos meridianos, mas ao longo dos limites naturais (rios, montanhas) ou fronteiras estaduais e administrativas.

Em vários países, o horário é adiantado uma hora apenas para o verão. Na Rússia, desde 1981, no período de abril a outubro, horário de verão devido à transferência de horário para mais uma hora à frente em relação à maternidade. Assim, no verão, a hora em Moscou corresponde na verdade à hora local no meridiano de 60° E. e. A hora em que vivem os residentes de Moscou e o segundo fuso horário em que está localizado é chamado Moscou. De acordo com o horário de Moscou em nosso país, trens e aviões estão programados, o horário é marcado em telegramas.

No meio da décima segunda faixa, aproximadamente ao longo do meridiano de 180°, em 1884 um linha internacional de Data. Esta é uma linha condicional na superfície do globo, em ambos os lados da qual as horas e os minutos coincidem, e as datas do calendário diferem em um dia. Por exemplo, na véspera de Ano Novo às 0000 horas, a oeste desta linha já é 1º de janeiro do ano novo e a leste - apenas 31 de dezembro do ano antigo. Ao cruzar a fronteira de datas de oeste para leste na contagem de dias do calendário, elas retornam um dia atrás, e de leste para oeste um dia é ignorado na contagem de datas.

A mudança do dia e da noite cria ritmo diário na natureza viva e inanimada. O ritmo diário está associado às condições de luz e temperatura. O curso diário da temperatura, as brisas diurnas e noturnas, etc., são bem conhecidos.O ritmo diário da natureza viva manifesta-se muito claramente. Sabe-se que a fotossíntese só é possível durante o dia, na presença da luz solar, que muitas plantas abrem suas flores em horários diferentes. De acordo com o horário de manifestação da atividade, os animais podem ser divididos em noturnos e diurnos: a maioria deles fica acordado durante o dia, mas muitos (corujas, morcegos, borboletas noturnas) ficam na escuridão da noite. A vida humana também prossegue em um ritmo diário.

Arroz. 18. Crepúsculo e noites brancas

O período de transição suave da luz do dia para a escuridão da noite e vice-versa é chamado crepúsculo. DENTRO eles são baseados em um fenômeno óptico observado na atmosfera antes do nascer do sol e depois do pôr do sol, quando ainda está (ou já) abaixo da linha do horizonte, mas ilumina o céu, do qual a luz é refletida. A duração do crepúsculo depende da declinação do Sol (a distância angular do Sol do plano do equador celeste) e da latitude geográfica do local de observação. No equador, o crepúsculo é curto, aumentando com o aumento da latitude. Existem três períodos de crepúsculo. Crepúsculo civil são observados quando o centro do Sol afunda pouco abaixo do horizonte (em um ângulo de até 6 °) e por um curto período de tempo. Isso é na verdade Noites Brancas, quando a aurora da tarde converge com a aurora da manhã. No verão são observados em latitudes de 60° ou mais. Por exemplo / em São Petersburgo (latitude 59 ° 56 "N) duram de 11 de junho a 2 de julho, em Arkhangelsk (64 ° 33" N) - de 13 de maio a 30 de julho. Crepúsculo de navegação são observados quando o centro do disco solar mergulha abaixo do horizonte em 6-12°. Ao mesmo tempo, a linha do horizonte é visível e, do navio, é possível determinar o ângulo das estrelas acima dela. E finalmente crepúsculo astronômico são observados quando o centro do disco solar submerge abaixo do horizonte em 12-18°. Ao mesmo tempo, o amanhecer no céu ainda impede observações astronômicas de estrelas fracas (Fig. 18).

A rotação da Terra dá dois pontos fixos - pólos geográficos(pontos de intersecção do eixo imaginário de rotação da Terra com a superfície terrestre) - e assim permite construir uma grelha de paralelos e meridianos. Equador(lat. equador - equalizador) - a linha de interseção do globo com um plano que passa pelo centro da Terra perpendicular ao eixo de sua rotação. Paralelos(gr. paralelos - indo lado a lado) - as linhas de interseção do elipsóide da Terra por planos paralelos ao plano do equador. meridianos(lat. meridlanus - meio-dia) - as linhas de intersecção do elipsóide da Terra por planos que passam por ambos os seus pólos. O comprimento do 1° meridiano é em média 111,1 km.